論文の概要: Ultra-narrow homogeneous linewidths of erbium-doped silica glass fibers at millikelvin temperatures: magnetic field and temperature dependence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.23400v1
- Date: Sat, 27 Sep 2025 16:40:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-30 22:32:19.205307
- Title: Ultra-narrow homogeneous linewidths of erbium-doped silica glass fibers at millikelvin temperatures: magnetic field and temperature dependence
- Title（参考訳）: ミリケルビン温度におけるエルビウムドープシリカガラス繊維の超狭均一線幅:磁場と温度依存性
- Authors: Farhad Rasekh, Nasser Gohari Kamel, Mahdi Bornadel, Sourabh Kumar, Erhan Saglamyurek, Christoph Simon, Daniel Oblak,
- Abstract要約: エルビウムドープシリカファイバー(EDF)はその可用性、使いやすさ、既存の光ファイバーインフラとのシームレスな統合で際立っている。
我々は,0.09Tの最適磁場で,約8kHzの有効均一線幅を約7mKで観測した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Erbium-doped solids are promising candidates for fiber-based quantum networks due to their emission wavelength, which aligns with the telecom band over which optical fibers exhibit minimal loss. Among these, erbium-doped silica fiber (EDF) stands out for its availability, ease of use, and seamless integration with existing fiber-optic infrastructure. In this work, using the two-pulse photon-echo (2PPE) technique, we measured the homogeneous linewidth of the 4I13/2 <-> 4I15/2 optical transition under varying magnetic fields and temperatures. We observed an effective homogeneous linewidth of approximately 8 kHz at approximately 7mK at an optimal magnetic field of 0.09 T, representing over two orders of magnitude improvement compared to earlier reports measured at T = 700 mK. We also present a comprehensive model for the combined magnetic field and temperature dependency of the effective homogeneous linewidth. Additionally, we employed three-pulse photon-echo (3PPE) measurements to investigate spectral diffusion and decoherence processes, and conclude that Two-Level System (TLS) effects are significantly suppressed at sufficiently low temperatures, below approximately 100 mK.
- Abstract（参考訳）: エルビウムをドープした固体は、光ファイバーが損失を最小限に抑えるテレコムバンドと一致する発光波長のために、ファイバーベースの量子ネットワークの候補として期待されている。
これらのうち、エルビウムドープシリカファイバー(EDF)は、その可用性、使いやすさ、既存の光ファイバーインフラとのシームレスな統合で際立っている。
本研究では,2パルス光子エチョ法を用いて,4I13/2<->4I15/2光遷移の均一線幅を磁場と温度で測定した。
我々は,T = 700 mKで測定された以前の報告と比較して,0.09 Tの最適磁場において,約8kHzの有効均一線幅を約7mKで観測した。
また, 有効均一線幅の磁場と温度依存性の総合モデルを提案する。
さらに, 3パルス光子エチョ(3PPE)測定を用いてスペクトル拡散とデコヒーレンス過程を解析し, 2レベル系(TLS)効果は, 約100mK以下の十分な低温下で著しく抑制されていると結論付けた。
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