基于固体浸没透镜上纳米金刚石中氮-空位中心的超亮高效单光子产生
光学
2015-05-20 v1 量子物理
摘要
单光子是量子密码、量子信息存储和光学量子计算等量子信息技术的基本要素。金刚石中的色心已被证明是稳定的单光子源，因此是可靠且集成的量子信息技术的关键组成部分。此类应用的一个关键要求是大的光子通量和高效率。鉴于最大化单光子通量的各种尝试，我们展示了从色心收集光子的效率可以通过一个相当简单的实验装置来提高。为此，我们将含有单个氮-空位色心的纳米金刚石旋涂在 ZrO2 固体浸没透镜的平坦表面上。我们发现在连续波激发下，饱和时的稳定单光子计数率高达 853 kcts/s，同时可访问超过 100 个缺陷中心，计数率在 400 kcts/s 至 500 kcts/s 之间。对于一个闪烁的缺陷中心，我们在几十秒的时间间隔内发现了高达 2.4 Mcts/s 的计数率。非常高的速率伴随着闪烁行为似乎是一个普遍特征。我们装置的总收集效率高达 4.2%，这是迄今为止报道的金刚石中氮-空位缺陷中心的最高值。在 10 MHz 脉冲激发下，一个稳定发射器的 2.2% 的脉冲在探测器上产生一次点击，总计 221 kcts/s，从而为基于金刚石的按需单光子源在量子应用中的发展开辟了道路。
引用
@article{arxiv.1011.1822,
title = {Ultra-bright and efficient single photon generation based on N-V centres in nanodiamonds on a solid immersion lens},
author = {Tim Schröder and Friedemann Gädeke and Moritz Julian Banholzer and Oliver Benson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.1822},
year = {2015}
}