論文の概要: Ion trap on borosilicate substrate with integrated femtosecond-laser-written waveguide
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.13207v1
- Date: Thu, 13 Aug 2026 13:09:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-14 18:29:38.534661
- Title: Ion trap on borosilicate substrate with integrated femtosecond-laser-written waveguide
- Title（参考訳）: フェムト秒レーザーによる導波路を集積したホウケイ酸塩基板上のイオントラップ
- Abstract要約: オンチップ光伝送用フェムト秒レーザー光導波路を一体化したボロシリケートガラス上にイオントラッププラットフォームを作製した。
可変モード場径729nmの単一モード低損失誘導を設計し,6mmの曲率半径まで低損失曲線導波路を実現する。
40$Ca$+$の極低温捕捉イオン系において,ウェーブグイド前帯にイオンを密閉し,集積導波路を通した729nm光によって駆動されるコヒーレント動作を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.29675117876118
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present an ion-trap platform on borosilicate glass with an integrated femtosecond-laser-written waveguide for on-chip light delivery. The optical layer is physically separated from the electrode substrate and bonded atop the trap, remaining compatible with silicon-based integration. We engineer single-mode low-loss guidance at 729 nm with tunable mode-field diameter and achieve low-loss curved waveguides down to a radius of curvature of 6 mm. We also extend single-mode operation to a wavelength of 405 nm. The fabrication process is compatible with the industrial fabrication of a single-metal-layer surface-electrode trap, including active fiber alignment and bonding. We validate the platform in a cryogenic trapped-ion system with $^{40}$Ca$^+$, demonstrating trapping, shuttling the ion to a zone in front of the waveguide, and coherent operations driven by 729 nm light delivered through the integrated waveguide. We characterize the effect of the exposed dielectric on the ion and measure stray electric fields that show slow drift at a timescale of hours. The architecture is compatible with hybrid micro-optics (e.g. pick-and-place lenses) to realize single ion addressing and provides a robust, scalable route to integrated light delivery for trapped-ion devices.
- Abstract（参考訳）: オンチップ光伝送用フェムト秒レーザー光導波路を一体化したボロシリケートガラス上にイオントラッププラットフォームを作製した。
光層は、電極基板から物理的に分離され、トラップの上に接着され、シリコンベースの結合と相容れない。
可変モード場径729nmの単一モード低損失誘導を設計し,6mmの曲率半径まで低損失曲線導波路を実現する。
また、単一モード動作を波長405nmまで拡張する。
製造工程は、活性繊維アライメントおよびボンディングを含む単金属層表面電極トラップの工業的製造と互換性がある。
導波路前方の帯にイオンを密閉し, 集積導波路を通した729nmの光で駆動されるコヒーレント動作を行う。
我々は、露光誘電体がイオンに与える影響を特徴付け、数時間の時間スケールで緩やかなドリフトを示す成層電場を測定する。
このアーキテクチャは、単一イオンアドレッシングを実現するためにハイブリッドマイクロ光学(例えばピック・アンド・プレースレンズ)と互換性があり、捕捉されたイオンデバイスのための光配信への堅牢でスケーラブルな経路を提供する。
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