論文の概要: Non-volatile photorefractive tuning and green light generation in a diamond cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.19583v1
• Date: Fri, 25 Jul 2025 18:00:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-29 16:23:55.684962
• Title: Non-volatile photorefractive tuning and green light generation in a diamond cavity
• Title（参考訳）: ダイヤモンド空洞における不揮発性フォトリフラクティブチューニングと緑色光発生
• Authors: Joe Itoi, Elham Zohari, Nicholas J. Sorensen, Waleed El-Sayed, Joseph E. Losby, Gustavo O. Luiz, Sigurd Flågan, Paul E. Barclay,
• Abstract要約: 単結晶ダイヤモンドナノキャビティは、量子および非線形光学技術において、非常に大きな可能性を持っている。 ダイヤモンドナノキャビティの定性および非揮発性共鳴チューニングについて述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Single-crystal diamond nanocavities have tremendous potential for use in quantum and nonlinear optical technologies. The ability to precisely control their resonant frequencies is essential for many applications, and $\textit{in situ}$ tuning is particularly desirable. In this work, we demonstrate deterministic and non-volatile resonance tuning of a diamond nanocavity. We observed a photorefractive effect in concert with the generation of third-harmonic light within the device. This effect blue-shifted the cavity resonance frequency by $20.9\,\text{GHz}$, exceeding the cavity linewidth. The shift corresponded to a fractional change in refractive index of $-10^{-4}$, and its relaxation occurred over several tens of hours. Although photorefraction is a second-order nonlinear effect and has previously not been observed in diamond owing to its vanishing $\chi^{(2)}$, the observed behaviour is consistent with the generation of non-zero $\chi^{(2)}$ by electric fields from charged crystal defects. This observation could enable the realisation of diamond frequency converters and electro-optical modulators that rely on second-order nonlinearity.
• Abstract（参考訳）: 単結晶ダイヤモンドナノキャビティは、量子および非線形光学技術において、非常に大きな可能性を持っている。 共振周波数を正確に制御できることは多くのアプリケーションにとって不可欠であり、$\textit{in situ}$ チューニングは特に望ましい。 本研究では,ダイヤモンドナノキャビティの定性および非揮発性共鳴チューニングについて述べる。 デバイス内の第3高調波光の発生にともなって, フォトリフラクティブ効果が観察された。 この効果は空洞共鳴周波数を20.9\,\text{GHz}$にシフトさせ、空洞線幅を超えた。 このシフトは屈折率を$-10^{-4}$で割った変化に対応し、その緩和は数時間にわたって行われた。 フォトリフレクションは二階非線形効果であり、これまでダイヤモンドでは消滅した$\chi^{(2)}$のために観測されていないが、観測された振る舞いは荷電結晶欠陥からの電場による非ゼロの$\chi^{(2)}$の生成と一致している。 この観測により、二階非線形性に依存するダイヤモンド周波数変換器と電気光学変調器の実現が可能となる。

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