論文の概要: Scalable registration of single quantum emitters within solid immersion lenses through femtosecond laser writing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.15533v2
• Date: Mon, 16 Jun 2025 10:32:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-17 19:42:49.117186
• Title: Scalable registration of single quantum emitters within solid immersion lenses through femtosecond laser writing
• Title（参考訳）: フェムト秒レーザーによる固体浸漬レンズにおける単一量子エミッタのスケーラブルな登録
• Authors: Alexander R. Jones, Xingrui Cheng, Shravan Kumar Parthasarathy, Muhammad Junaid Arshad, Pasquale Cilibrizzi, Roland Nagy, Patrick Salter, Jason Smith, Cristian Bonato, Christiaan Bekker,
• Abstract要約: 我々は、フォトニック構造内で個々の量子エミッタを生成するために、マーカーのないフェムト秒レーザーライティング技術を示す。 この方法は、炭化ケイ素のスピン光子界面を用いた集積量子デバイスの開発にスケーラブルである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.20685455892166
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The precise registration of solid-state quantum emitters to photonic structures is a major technological challenge for fundamental research (e.g. in cavity quantum electrodynamics) and applications to quantum technology. Standard approaches include the complex multi-step fabrication of photonic structures on pre-existing emitters, both registered within a grid of lithographically-defined markers. Here, we demonstrate a marker-free, femtosecond laser writing technique to generate individual quantum emitters within photonic structures. Characterization of 28 defect centers, laser-written at the centers of pre-existing solid immersion lens structures, showed offsets relative to the photonic structure's center of 260~nm in the x-direction and 60~nm in the y-direction, with standard deviations of $\pm 170$~nm and $\pm 90$~nm, respectively, resulting in an average 4.5 times enhancement of the optical collection efficiency. This method is scalable for developing integrated quantum devices using spin-photon interfaces in silicon carbide and is easily extendable to other materials.
• Abstract（参考訳）: 固体量子エミッタのフォトニック構造への正確な登録は、基本的な研究(例えば空洞量子電磁力学)と量子技術への応用において大きな技術的課題である。 標準的なアプローチには、既存のエミッタ上のフォトニック構造の複雑な多段階的な製造が含まれており、どちらもリソグラフィで定義されたマーカーのグリッドに登録されている。 ここでは、フォトニック構造中の個々の量子エミッタを生成するために、マーカーのないフェムト秒レーザーライティング技術を示す。 既存のソリッド没入レンズ構造の中心にレーザーで書き込まれた28個の欠陥中心の特性は、x方向では260〜nm、y方向では60〜nmのフォトニック構造の中心に対してオフセットを示し、標準偏差は$\pm 170$~nmと$\pm 90$~nmとなり、光学コレクション効率は平均4.5倍向上した。 この方法は、炭化ケイ素のスピン光子界面を用いた集積量子デバイスの開発にスケーラブルであり、他の材料にも容易に拡張可能である。

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