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金刚石中锡空位中心的量子光子接口

光学 2021-07-28 v1 介观与纳米尺度物理 量子物理

摘要

量子网络的实现关键依赖于建立高效、相干的光-物质接口。金刚石中具有光学活性的自旋因其自旋选择性光学跃迁、长寿命自旋基态以及与纳米光子学集成的潜力而成为有前景的量子节点。金刚石中的锡空位(SnV-^{\,\textrm{-}})中心尤其令人关注,因为它们在纳米结构中展现窄线宽发射,并在高于1 K的温度下拥有长自旋相干时间。然而,针对SnV-^{\,\textrm{-}}中心的纳米光子接口尚未实现。在此,我们报道了金刚石中SnV-^{\,\textrm{-}}中心发射的腔增强现象。我们将SnV-^{\,\textrm{-}}中心集成于一维光子晶体谐振腔中,并观察到发射强度增强40倍。耦合系统的Purcell因子为25,使得绝大多数光子(90%90\%)被导入腔模。我们的结果为基于金刚石中SnV-^{\,\textrm{-}}中心创建高效、可扩展的自旋-光子接口铺平了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.11852,
  title  = {A Quantum Photonic Interface for Tin-Vacancy Centers in Diamond},
  author = {Alison E. Rugar and Shahriar Aghaeimeibodi and Daniel Riedel and Constantin Dory and Haiyu Lu and Patrick J. McQuade and Zhi-Xun Shen and Nicholas A. Melosh and Jelena Vučković},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.11852},
  year   = {2021}
}