具有亚100纳秒时间分辨率的单 Er$^{3+}$ 离子光电离探测
量子物理
2023-05-15 v1 光学
摘要
固体中单光学中心的高效探测对于量子信息处理、传感和单光子产生应用至关重要。在这项工作中，我们利用射频（RF）反射测量技术电学探测 Si 中单个 Er 离子诱导的光电离。RF 反射测量的高带宽和高灵敏度提供了亚100纳秒的光电离探测时间分辨率。借助该技术，首次测得 Si 纳米晶体管中单个 Er 离子的光激发态寿命为 0.49 0.04 s。我们的结果展示了一种探测由 Er 激发和弛豫引起的电荷态变化的高效方法。该方法可用于其他固体中单光学中心的快速读出，并且由于采用频率复用技术演示的多通道 RF 反射测量，对大规模集成光学量子系统颇具吸引力。
引用
@article{arxiv.2212.00440,
title = {Photoionization detection of a single Er$^{3+}$ ion with sub-100-ns time resolution},
author = {Yangbo Zhang and Wenda Fan and Jiliang Yang and Hao Guan and Qi Zhang and Xi Qin and Changkui Duan and Gabriele G. de Boo and Brett C. Johnson and Jeffrey C. McCallum and Matthew J. Sellars and Sven Rogge and Chunming Yin and Jiangfeng Du},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.00440},
year = {2023}
}