亚10 kHz光学线宽的非相干测量

量子态寿命 $T_2$，或等价地均匀线宽 $\Gamma_h = 1/\pi T_2$，是理解量子系统中退相干过程并评估其在量子技术中应用潜力的关键参数。测量窄光学均匀线宽（即长 $T_2$）最常用的工具是相干光子回波发射的测量，然而当发射体数量较少时，该方法给出的信号非常弱。这严重阻碍了基于稀土离子等材料的纳米材料在量子通信和处理中的发展。在本工作中，我们提出并在铒掺杂晶体中演示了一种基于非相干荧光检测及其方差分析的光子回波测量方法。它通过比直接光子回波检测大得多的信号获取 $T_2$，并且重要的是，无需高度相干的激光。因此，我们的结果为高效评估广泛应用于量子纳米光子学的各种发射体和材料的特性开辟了道路。