論文の概要: All-Dielectric Resonant Cavity Electro-Optic Transduction Between Microwave and Telecom

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.13199v1
• Date: Mon, 19 Jan 2026 16:23:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-21 22:47:22.970275
• Title: All-Dielectric Resonant Cavity Electro-Optic Transduction Between Microwave and Telecom
• Title（参考訳）: マイクロ波とテレコム間の全誘電体共振キャビティ電気光学変換
• Authors: Mihir Khanna, Yang Hu, Thomas P. Purdy,
• Abstract要約: マイクロ波とテレコム波長光子を効率よく変換する共振型電気光学変換器を提案する。 我々の装置は、室温で最先端のデバイスに匹敵する、光子数変換効率をパーセントで達成する。 これらの結果は、光検出されたマイクロ波の高精度センシングのための将来性のあるプラットフォームとして、我々の全誘電体デバイスを確立している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.629736685403935
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: We present a resonant electro-optic transducer for efficient conversion between microwave and telecom wavelength photons. Our platform employs a bulk lithium niobate crystal whose large dielectric constant creates wavelength-scale confinement of microwave photons. By incorporating this crystal within a high-finesse Fabry - Perot optical cavity, microwave photons couple to optical photons through the electro-optic effect. We demonstrate the ability to tune our system into triply resonant operation, where microwave photons, optical pump photons, and upconverted optical photons are simultaneously resonant with high quality factor electromagnetic modes of the system. The device achieves photon number conversion efficiency at the percent level, comparable to state-of-the-art devices at room temperature -- sufficient to resolve the thermal occupation of the microwave mode -- while avoiding the noise and loss associated with metal electrodes. These results establish our all-dielectric devices as a promising platform for high-precision sensing of optically detected microwave fields and as a viable route toward single-photon-level microwave - optical quantum transduction.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波とテレコム波長光子を効率よく変換する共振型電気光学変換器を提案する。 我々のプラットフォームは、マイクロ波光子の波長スケール閉じ込めを生じる大きな誘電率のニオブ酸リチウム結晶を用いる。 この結晶を高精細なファブリ-ペロ光学キャビティに組み込むことで、電子光学効果を通じてマイクロ波光子と光子を結合させる。 本稿では,マイクロ波光子,光ポンプ光子,アップコンバート光子を高分解能電磁モードで同時に共振する三重共振系を試作した。 この装置は、電子レンジモードの熱的占有を解決するのに十分で、金属電極に関連するノイズや損失を回避しながら、室温で最先端のデバイスに匹敵するパーセンテージレベルで光子数変換効率を達成する。 これらの結果から、全誘電体デバイスは、光検出されたマイクロ波場を高精度に検出し、単一光子レベルのマイクロ波-光量子トランスダクションへの有効な経路として期待できるプラットフォームとして確立された。

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