論文の概要: Optical characterization of excited-state spin Hamiltonians and clock transitions at telecommunication wavelength in Tm3+:YAlO3
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.31194v1
- Date: Fri, 25 Sep 2026 12:26:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-28 18:27:51.378539
- Title: Optical characterization of excited-state spin Hamiltonians and clock transitions at telecommunication wavelength in Tm3+:YAlO3
- Title（参考訳）: Tm3+YAlO3の電気通信波長における励起状態スピンハミルトニアンとクロック遷移の光学的特性
- Abstract要約: イットリウムアルミニウムペロブスカイト(Tm3+:YAlO3)の3価トリウムイオンの2つの励起状態多様体3F4と3H4の間のゼロフォノン線(ZPL)は、約1451nmのEバンド内にある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.5491665195957
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The zero-phonon line (ZPL) between the two excited-state manifolds 3F4 and 3H4 of the trivalent thulium ion in yttrium aluminum perovskite (Tm3+:YAlO3) lies within the telecom E-band at around 1451 nm and exhibits an optical coherence time of a few μs at cryogenic temperatures. To improve this time in view of potential applications, e.g. single-photon sources and optical quantum memory, we characterized the magnetic properties of the lowest Stark levels of these two manifolds. Varying the external magnetic field amplitude and orientation, we measured the enhanced nuclear Zeeman splitting by probing the field-dependent frequency detuning of side holes created by means of spectral hole burning, and we characterized the inhomogeneous line shift caused by the quadratic Zeeman interaction. Together, this allowed us to establish the spin Hamiltonians for the lowest Stark level of the 3F4 and 3H4 manifolds, and to predict optical clock transitions for particular orientations and magnitudes of the magnetic field
- Abstract（参考訳）: イットリウムアルミニウムペロブスカイト(Tm3+:YAlO3)の3価ツリウムイオンの2つの励起状態多様体3F4と3H4の間のゼロフォノン線(ZPL)は、1451nm付近でテレコムEバンド内にあり、低温下で数μsの光コヒーレンス時間を示す。
この時間を改善するために、例えば単光子源や光量子メモリといった2つの多様体の最低スタークレベルの磁気特性を特徴付ける。
外部磁場振幅と方位を解析し、スペクトルホールバーニングにより生じる側孔の磁場依存性周波数を推定することにより核ゼーマン分裂を計測し、二次ゼーマン相互作用による不均一な直線シフトを特徴付ける。
これにより、3F4および3H4多様体の最低スタークレベルのスピンハミルトニアンを確立し、磁場の特定の方向と大きさの光時計遷移を予測することができる。
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