基于纳米光学硅波导中光子发射器的发光热力学
量子物理
2025-02-19 v1 其他凝聚态物理
摘要
可靠测量和准确控制纳米光学器件内部的温度是其在经典和量子技术中应用的关键前提。已有的做法是将传感器附加在组件附近，仅提供有限的空间分辨率，从而阻碍了对局部加热效应的测量。因此，我们研究了一种基于测量集成到纳米光学硅波导中铋离子发射器发光的替代温度测量技术。为覆盖从 295 K 到 2 K 的整个温度范围，我们研究了两种不同方法：对于 200 K 以上温度，通过激活非辐射衰变通道；对于较低温度，通过热脱复合自旋和晶体场能级。实现的灵敏度在室温为 %/K，最高可达约 K 时的 %/K。在几分钟的测量间隔内，我们实现了测量精度，从最低 studied 温度的 K 到室温条件下的 K。未来，通过优化激发脉冲序列和纤维到芯片的耦合效率，测量时间可以进一步缩短。结合空间选择性掺杂，未来可实现从室温到低温的精确热力学测量，空间分辨率可达几纳米。
引用
@article{arxiv.2502.03222,
title = {Luminescence thermometry based on photon emitters in nanophotonic silicon waveguides},
author = {Kilian Sandholzer and Stephan Rinner and Justus Edelmann and Andreas Reiserer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.03222},
year = {2025}
}