量子点与非屈曲紧密受限表面声波在量子 regime 下的大单声子光机械耦合
应用物理
2022-08-25 v2 量子物理
摘要
与量子点（QDs）、俘获原子与离子以及点缺陷耦合的表面声波（SAWs）已被提出作为量子转导平台，但所需的耦合速率与腔寿命尚未经实验确立。尽管相互作用机制各异，高效率高效率需要具有大零点运动的小声学腔。我们通过在对 GaAs 上约 3.6 GHz 的紧密聚焦单模高斯 SAW 腔进行电学与光机械表征，实验确立了该平台的可行性。我们通过制备模式体积接近 6λ^3、线宽 ≤1 MHz 的 SAW 腔来探索该平台的性能极限。采用应变耦合的单 InAs QD 作为光机械中介，我们测得单声子光机械耦合速率 g_0 ≈ 2π × 1.2 MHz。因此边带散射速率超过本征声子损耗，表明了对腔声子态进行量子光学读出与转导的潜力。为证明该平台用于低噪声基态量子转导的可行性，我们开发了稀释制冷机中的光纤共聚焦显微镜，并在 mK 温度下进行单 QD 共振荧光边带光谱。这些测量显示了微波声子与光学光子之间具有亚自然线宽的转换。
引用
@article{arxiv.2205.01277,
title = {Large Single-Phonon Optomechanical Coupling between Quantum Dots and Tightly Confined Surface Acoustic Waves in the Quantum Regime},
author = {Ryan A. DeCrescent and Zixuan Wang and Poolad Imany and Robert C. Boutelle and Corey A. McDonald and Travis Autry and John D. Teufel and Sae Woo Nam and Richard P. Mirin and Kevin L. Silverman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.01277},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 10 figures