铒掺杂回音壁模式谐振腔中的微波-光学双共振

我们展示了一个铒掺杂回音壁模式谐振腔，其光学模式展现出优于 $10^8$ 的本征品质因子（线宽小于 2 MHz），并且与集体铒跃迁的耦合强度高达 2$\pi\times$1.2 GHz——足以达到系综强耦合 regime。我们的光学腔位于一个微波谐振腔内部，使我们能够探测由外部磁场调谐的自旋跃迁。我们展示了一种改进的光学探测磁共振测量方法，该方法通过耦合强度而非吸收系数的变化来测量布居数转移。这一改进得益于与我们模式的强耦合，并使我们能够在失谐超过非均匀线宽的情况下光学探测自旋跃迁。我们将该测量与电子顺磁共振进行对比，从实验上表明我们的光学模式被限制在具有大微波磁场的区域内，并探讨了这种几何结构如何用于相干微波-光学转导。