論文の概要: Waveguide-integrated colour centres in silicon carbide with broadband photonic crystal reflectors for efficient readout
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.20200v1
- Date: Tue, 23 Dec 2025 09:47:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-24 19:17:49.817698
- Title: Waveguide-integrated colour centres in silicon carbide with broadband photonic crystal reflectors for efficient readout
- Title（参考訳）: ブロードバンドフォトニック結晶反射器を用いた炭化ケイ素中の導波管集積色中心の効率的な読み出し
- Authors: Marcel Krumrein, Julian M. Bopp, Timo Steidl, Wolfgang Knolle, Jawad Ul-Hassan, Vadim Vorobyov, Tim Schröder, Jörg Wrachtrup,
- Abstract要約: デバイスは、ピーク反射率が80%を超える60Hzの範囲でブロードバンド反射を示す。
カウントレートにより、光学単発読み出しが可能で、忠実度は98 %を超える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spin-active colour centres in 4H silicon carbide are promising candidates as building blocks for quantum information applications. To increase the photon count rate of the emitters at low temperatures, the colour centres must be integrated into nanophotonic structures and characterised under cryogenic conditions. Here, we design and fabricate waveguide structures attached with an efficient Dinosaur photonic crystal reflector at one side. The devices show broadband reflection over a range of 60 THz with a peak reflectance above 80 %. Additionally, colour centres were integrated into these structures and characterised at cryogenic conditions. The emission was collected by a tapered-waveguide-tapered-fibre interface. Although the spectral stability of the emitters must be further improved for high excitation powers, the saturation intensity in standard PLE measurements is about 104 kcps. The count rate can be further improved to about 125 kcps with a charge-resonance check measurement scheme. To highlight the relevance of our devices, we theoretically show that these count rates enable optical single-shot readout with a fidelity exceeding 98 %.
- Abstract（参考訳）: 4Hケイ素炭化物中のスピン活性色中心は、量子情報応用のためのビルディングブロックとして有望な候補である。
低温でエミッタの光子数を増加させるためには、色中心をナノフォトニック構造に統合し、低温条件下で特徴付ける必要がある。
ここでは,効率的なDinosaur Photonic Crystal Reflectorを一方に設けた導波路構造を設計・製作する。
デバイスは、ピーク反射率が80%を超える60Hzの範囲でブロードバンド反射を示す。
さらに、色中心はこれらの構造に統合され、低温条件で特徴づけられた。
放射はテーパー波導波路テーパーファイバインタフェースで収集された。
発光器のスペクトル安定性は高励起力のためにさらに改善されなければならないが、標準のple測定における飽和強度は約104kcpsである。
カウントレートは、約125kcpsまで改善され、電荷共鳴チェック測定方式で測定できる。
デバイスとの関連性を明らかにするために、理論的には、これらのカウントレートにより、98%以上の忠実度を持つ光単発読み出しが可能であることが示される。
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