論文の概要: High-efficiency vertical emission spin-photon interface for scalable quantum memories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.20111v1
• Date: Tue, 25 Mar 2025 23:25:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-27 16:25:03.918135
• Title: High-efficiency vertical emission spin-photon interface for scalable quantum memories
• Title（参考訳）: スケーラブル量子メモリのための高効率垂直発光スピン光子インタフェース
• Authors: Siavash Mirzaei-Ghormish, Jeddy Bennet, Ryan M. Camacho,
• Abstract要約: 自由空間垂直発光結合のための効率的なスピン光子インタフェースを提案する。 ディジタルツイン手法を用いて,0.7の数値開口で遠距離収集効率96%を実現した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: We present an efficient spin-photon interface for free-space vertical emission coupling. Using a digital twin approach, we show that our design achieves a far-field collection efficiency of 96\% at the numerical aperture of 0.7 with a 95\% overlap to a Gaussian mode. Our approach is based on a dual perturbation layer design. The first perturbation layer extracts and redirects the resonant mode of a diamond microdisk resonator around the optical axis. The second perturbation layer suppresses side lobes and concentrates most of the light intensity near the center. This dual-layer design enhances control over the farfield pattern and also reduces alignment sensitivity. Additionally, the implemented digital twin performs calculations \( 7 \times 10^6 \) times faster than full-wave FDTD simulations. These features make the design promising for quantum information applications.
• Abstract（参考訳）: 自由空間垂直発光結合のための効率的なスピン光子インタフェースを提案する。 ディジタルツイン手法を用いて,ガウスモードと95%の重なりを持つ0.7の数値開口部において,遠距離場収集効率が96 %となることを示す。 我々のアプローチは二重摂動層設計に基づいている。 第1摂動層は、光軸周りのダイヤモンドマイクロディスク共振器の共振モードを抽出してリダイレクトする。 第2の摂動層はサイドローブを抑制し、中心付近の光強度の大半を集中させる。 この二重層設計は、ファーフィールドパターンの制御を強化し、アライメント感度を低下させる。 さらに、実装されたディジタルツインは、フルウェーブFDTDシミュレーションよりも高速な計算(7 \times 10^6 \)を行う。 これらの特徴により、設計は量子情報アプリケーションに期待できる。

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