論文の概要: Laser-induced spectral diffusion of T centers in silicon nanophotonic devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.08898v1
• Date: Fri, 11 Apr 2025 18:08:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-15 16:49:04.067945
• Title: Laser-induced spectral diffusion of T centers in silicon nanophotonic devices
• Title（参考訳）: シリコンナノフォトニックデバイスにおけるレーザー誘起T中心のスペクトル拡散
• Authors: Xueyue Zhang, Niccolo Fiaschi, Lukasz Komza, Hanbin Song, Thomas Schenkel, Alp Sipahigil,
• Abstract要約: シリコンのカラーセンターは、通信波長で動作するスピン光子インターフェースとして出現している。 シリコンフォトニック結晶空洞におけるT中心の光スペクトル拡散について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Color centers in silicon are emerging as spin-photon interfaces operating at telecommunication wavelengths. The nanophotonic device integration of silicon color centers via ion implantation leads to significant optical linewidth broadening, which makes indistinguishable photon generation challenging. Here, we study the optical spectral diffusion of T centers in a silicon photonic crystal cavity. We investigate the linewidth broadening timescales and origins by measuring the temporal correlations of the resonance frequency under different conditions. Spectral hole burning measurements reveal no spectral broadening at short timescales from 102 ns to 725 ns. We probe broadening at longer timescales using a check pulse to herald the T center frequency and a probe pulse to measure frequency after a wait time. The optical resonance frequency is stable up to 3 ms in the dark. Laser pulses below the silicon band gap applied during the wait time leads to linewidth broadening. Our observations establish laser-induced processes as the dominant spectral diffusion mechanism for T centers in devices, and inform materials and feedback strategies for indistinguishable photon generation.
• Abstract（参考訳）: シリコンのカラーセンターは、通信波長で動作するスピン光子インターフェースとして出現している。 イオン注入によるシリコン色中心のナノフォトニックデバイス統合は、大きな光線幅の拡大をもたらし、不明瞭な光子生成を困難にしている。 本稿では,シリコンフォトニック結晶空洞におけるT中心の光スペクトル拡散について検討する。 本研究では、異なる条件下での共振周波数の時間的相関を計測することにより、線形幅の拡大時間スケールと起点について検討する。 スペクトルホールの燃焼測定では、102 nsから725 nsまでの短い時間スケールでスペクトルの膨張は見られない。 我々は、T中心周波数とプローブパルスを固定するためにチェックパルスと、待ち時間後に周波数を測定するためのプローブパルスを用いて、より長い時間スケールで広範化を探索する。 光共鳴周波数は暗闇で3ミリ秒まで安定である。 待ち時間に印加されたシリコンバンドギャップの下のレーザーパルスは、ライン幅を拡大する。 本研究は, 半導体デバイスにおけるT中心のスペクトル拡散機構としてレーザー誘起プロセスを確立し, 材料およびフィードバック戦略について明らかにした。

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