論文の概要: Single-Aperture Dual-Color Ion Addressing with a DUV-Compatible Bilayer Grating
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.23529v1
- Date: Sun, 26 Jul 2026 07:57:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-28 22:34:15.141618
- Title: Single-Aperture Dual-Color Ion Addressing with a DUV-Compatible Bilayer Grating
- Title（参考訳）: Dual-Color Ion Addressing with a DUV-Compatible Bilayer Grating (特集 New Trends in Molten Salt Chemistry and Electrochemistry)
- Abstract要約: マルチカラー光制御は、トラップイオンハードウェアのスケーリングボトルネックである。
ここでは、垂直に積み重ねられた窒化ケイ素二層膜が40textCa+$ qubitとreumpフィールドをルートする。
3次元DXは、0.10textm$色分離とイオン鎖軸に沿ったほぼ回折制限点を予測する。
- 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: Multi-wavelength optical control is a scaling bottleneck for trapped-ion hardware: separate surface emitters consume trap area, interrupt the electrode plane, and expose charge-sensitive dielectric near the ions. Here, a vertically stacked silicon-nitride bilayer routes the $^{40}\text{Ca}^+$ qubit and repump fields-729.4 and 854.2 nm-through one electrode aperture and focuses them $70~μ\text{m}$ above the chip. Three-dimensional FDTDX predicts $0.10~μ\text{m}$ color separation and near-diffraction-limited spots along the ion-chain axis. Multi-level depth-allocation apodization enables this architecture by encoding the coupling envelope in discrete etch levels rather than sub-resolution linewidths. Every feature satisfies a strict $\ge 125\text{ nm}$ deep-UV rule using two etch depths per film. Full-3D Ansys Lumerical simulations independently corroborate directionality, spot size, and repump efficiency. At a common 50 nm reporting grid, the DUV-compatible device matches a 63 nm electron-beam design on the qubit channel (focusing efficiency 0.286 vs 0.288; crosstalk -24.0 vs -24.3 dB). Vertical integration therefore converts wavelength scaling from a lateral-footprint penalty into a layer-allocation problem, providing a pathway toward compact multi-color photonic interfaces for trapped ions and other chip-addressed quantum emitters.
- Abstract（参考訳）: 分離された表面エミッタはトラップ領域を消費し、電極面を遮断し、イオン近傍で電荷感受性誘電体を公開する。
ここでは、垂直に積み重ねられた窒化ケイ素二層膜が、$^{40}\text{Ca}^+$ qubit と reump field-729.4 と 854.2 nm の1つの電極開口を通し、チップの上に$70~μ\text{m}$に焦点を合わせている。
3次元FDTDXは、0.10~μ\text{m}$色分離とイオン鎖軸に沿ったほぼ回折制限点を予測する。
多層深度偏位アポッド化は、結合包絡をサブ解像度の線幅ではなく離散エッチングレベルで符号化することで、このアーキテクチャを実現する。
すべての機能は、フィルム毎の2つのエッチング深さを使用して、厳密な$\ge 125\text{ nm}$ Deep-UVルールを満たす。
フル3Dアンシス・ルメリカルシミュレーションは、方向性、スポットサイズ、応答効率を独立に相関させる。
一般的な50nmのレポーティンググリッドでは、DUV互換デバイスは63nmの電子ビーム設計のキュービットチャネル(0.286対0.288;クロストーク -24.0対-24.3 dB)と一致する。
したがって、垂直積分は、横方向のフットプリントペナルティからの波長スケーリングを層配置問題に変換し、トラップイオンや他のチップに適応した量子エミッタのためのコンパクトな多色フォトニックインターフェースへの経路を提供する。
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