利用交流斯塔克位移在纳米光子谐振腔中控制稀土离子

片上纳米光子腔将推动量子信息科学与测量的发展，因为它们能够实现光子与长寿命固态自旋（如晶体中稀土离子相关的自旋）之间的高效相互作用。增强的光子-离子相互作用利用交流斯塔克位移创造了全光控制的新机遇。为此，我们表征了在由正交钒酸钇（YVO$_4$）制备的光子晶体谐振腔中，失谐光学场与 Nd$^{3+}$ 离子掺杂剂之间的交流斯塔克相互作用。利用光子回波技术，在 160 MHz 失谐下，我们测得每腔内光子的交流斯塔克位移最大值为 2$\pi\times$12.3 MHz，该值相对于均匀线宽（$\Gamma_h =$100 kHz）和通过光泵浦产生的孤立谱特征的特征宽度（$\Gamma_f \approx$3 MHz）均较大。该器件中的光子-离子相互作用强度足以控制离子的频率和相位以用于量子信息处理应用。特别地，我们讨论并评估了利用腔增强交流斯塔克位移实现全光量子存储与探测协议。我们的结果确立了交流斯塔克位移作为稀土离子量子技术中一种强有力的附加控制手段。