論文の概要: Spectroscopy and Coherence of an Excited-State Transition in $\text{Tm}^{3+}:\text{YAlO}_{3}$ at Telecommunication Wavelength

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.05370v1
• Date: Fri, 07 Nov 2025 15:56:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-10 21:00:44.827676
• Title: Spectroscopy and Coherence of an Excited-State Transition in $\text{Tm}^{3+}:\text{YAlO}_{3}$ at Telecommunication Wavelength
• Title（参考訳）: $\text{Tm}^{3}:\text{YAlO}_{3}$における励起状態遷移の分光とコヒーレンス
• Authors: Luozhen Li, Akshay Babu Karyath, Mohsen Falamarzi Askarani, Maria Gieysztor, Hridya Meppully Sasidharan, Joshua A. Slater, Sara Marzban, Nir Alfasi, Patrick Remy, Wolfgang Tittel,
• Abstract要約: 希土類結晶中の1451.37nm励起状態ゼロフォノン線(ZPL)の分光特性とコヒーレンス特性を特徴付ける。 この結果から,このような遷移を量子技術に活用できる可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We characterize the spectroscopic and coherence properties of the 1451.37 nm excited-state zero-phonon line (ZPL) between the $^{3}F_{4}$ and the $^{3}H_{4}$ manifolds of a thulium-doped yttrium aluminum perovskite ($\text{Tm}^{3+}:\text{YAlO}_{3}$) crystal at temperatures around 1.5 K. We measure the absorption spectrum between the $^{3}H_{6}$ - $^{3}F_{4}$ and $^{3}F_{4}$ - $^{3}H_{4}$ manifolds, the inhomogeneous broadening of the $^{3}F_{4}$ - $^{3}H_{4}$ (excited-state) ZPL, and the lifetimes of the higher-lying and lower-lying excited states. We also investigate spectral hole-burning spectra with varying magnetic fields, which provides insight into hyperfine and superhyperfine interactions. Using again spectral holes but also optical free induction decays (FIDs), we assess optical coherence times, finding a maximum of 1.1 $\mu s$ when a 2T magnetic field is applied. Our results -- the first to demonstrate coherence of an excited-state transition in a rare-earth crystal -- suggest the possibility of exploiting such transitions for quantum technology.
• Abstract（参考訳）: 我々は、1451.37nm励起状態ゼロフォノン線(ZPL)の$^{3}F_{4}$と$^{3}H_{4}$多様体の間の分光的およびコヒーレンス特性を、1.5K前後の温度におけるツリウムドープイットリウムアルミニウムペロブスカイト$\text{Tm}^{3+}:\text{YAlO}_{3}$)結晶で特徴づける。 また、磁場の異なるスペクトルホールバーニングスペクトルについて検討し、超微細・超超微細相互作用の洞察を与える。 2T磁場が印加されたときの最大1.1$\mu s$の光コヒーレンス時間(英語版)を評価する。 希土類結晶における励起状態遷移のコヒーレンスを初めて証明した我々の結果は、そのような遷移を量子技術に活用する可能性を示唆している。

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