論文の概要: Purcell-enhanced emissions from diamond color centers in slow light photonic crystal waveguides
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.01149v1
- Date: Mon, 03 Mar 2025 03:54:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-05 19:14:50.712940
- Title: Purcell-enhanced emissions from diamond color centers in slow light photonic crystal waveguides
- Title（参考訳）: スロー光フォトニック結晶導波路におけるダイヤモンド色中心からの紫外発光
- Authors: Sophie W. Ding, Chang Jin, Kazuhiro Kuruma, Xinghan Guo, Michael Haas, Boris Korzh, Andrew Beyer, Matt Shaw, Neil Sinclair, David D. Awschalom, F. Joseph Heremans, Nazar Delegan, Alexander A. High, Marko Loncar,
- Abstract要約: 光アドレス可能なスピンを持つエミッタに基づく量子メモリは、効率的なフォトニックインタフェースに依存している。
これらのアプローチはキャビティモードと量子エミッターのほぼ完全なスペクトルと空間的重なりを必要とする。
ダイヤモンドスロー光フォトニック結晶(PhC)導波路を試作し,シリコン空孔(SiV)カラーセンタへのブロードバンド光結合を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.37692909081502
- License:
- Abstract: Quantum memories based on emitters with optically addressable spins rely on efficient photonic interfaces, often implemented as nanophotonic cavities with ideally narrow spectral linewidths and small mode volumes. However, these approaches require nearly perfect spectral and spatial overlap between the cavity mode and quantum emitter, which can be challenging. This is especially true in the case of solid-state quantum emitters that are often randomly positioned and can suffer from significant inhomogeneous broadening. An alternative approach to mitigate these challenges is to use slow-light waveguides that can enhance light-matter interaction across large optical bandwidths and large areas. Here, we demonstrate diamond slow light photonic crystal (PhC) waveguides that enable broadband optical coupling to embedded silicon-vacancy (SiV) color centers. We take advantage of the recently demonstrated thin-film diamond photonic platform to fabricate fully suspended two-dimensional PhC waveguides. Using this approach, we demonstrate waveguide modes with high group indices up to 70 and observe Purcell-enhanced emissions of the SiVs coupled to the waveguide mode. Our approach represents a practical diamond platform for robust spin-photon interfaces with color centers.
- Abstract（参考訳）: 光アドレス可能なスピンを持つエミッタに基づく量子記憶は、しばしば理想的に狭いスペクトル線幅と小さなモードボリュームを持つナノフォトニックキャビティとして実装される、効率的なフォトニックインターフェースに依存している。
しかし、これらのアプローチはキャビティモードと量子エミッターのほぼ完全なスペクトルと空間の重なりが必要であり、これは困難である可能性がある。
これは、しばしばランダムに位置決めされ、大きな不均一な拡張に悩まされる固体量子エミッターの場合に特に当てはまる。
これらの課題を緩和するための別のアプローチは、大きな光帯域と広い領域にわたる光と光の相互作用を強化するスローライト導波路を使用することである。
本稿では,シリコン空孔(SiV)カラーセンタへのブロードバンド光結合を可能にするダイヤモンドスロー光フォトニック結晶(PhC)導波路を実証する。
我々は、最近デモされた薄膜ダイヤモンドフォトニックプラットフォームを利用して、完全に吊り下げられた2次元PhC導波路を作製する。
提案手法を用いて, 高基指数の導波路モードを70まで示すとともに, 導波路モードに結合したSiVのパーセル励起放出を観測する。
我々のアプローチは、色中心を持つ堅牢なスピン光子インターフェースのための実用的なダイヤモンドプラットフォームである。
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