基于稀土掺杂晶体的纳米光子相干光-物质界面
量子物理
2015-10-28 v1 介观与纳米尺度物理
光学
摘要
将静止量子比特与光子连接的量子光-物质界面（QLMI）将使量子通信光学网络、精确全球授时、光子交换以及对基础物理学的研究成为可能。稀土离子（REI）掺杂晶体是用于光学量子存储器以及光学光子、微波光子和自旋波之间量子转换器的最先进材料。在此，我们展示了钕 REI 系综与在正硅酸钇宿主晶体中制备的光子纳米腔的耦合。在高度相干的 4I9/2-4F3/2 光学跃迁上观察到了包括 Purcell 增强（F=42）和偶极诱导透明在内的腔量子电动力学效应。测量了由原子密度统计精细结构引起的腔透射涨落，表明其运行于量子水平。通过光子回波实现了腔耦合 REI 的相干光学控制。对腔耦合 REI 测量到了长的光学相干时间（T2~100 微秒）和小的非均匀展宽，从而证明了其在片上可扩展 QLMI 中的潜力。
引用
@article{arxiv.1507.00977,
title = {Nanophotonic coherent light-matter interfaces based on rare-earth-doped crystals},
author = {Tian Zhong and Jonathan M. Kindem and Evan Miyazono and Andrei Faraon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.00977},
year = {2015}
}