基于宽带光子晶体反射镜的硅碳化物色心中心波导集成设计
量子物理
2025-12-24 v1
摘要
4H 硅碳化物中的自旋活性色心中心是量子信息应用的有前景的构建模块。为了在低温下提高发射器的光子计数率，必须将色心中心集成到纳米光子结构中并在低温下进行表征。本文设计并制造了一种在一侧附加高效 Dinosaur 光子晶体反射镜的波导结构。该器件在 60 THz 范围内表现出宽带反射率，峰值反射率超过 80%。此外，集成了色心中心并在低温下进行表征。通过锥形波导-锥形光纤界面收集发射光子。尽管发射光子在高激发功率下仍需进一步提高其谱稳定性，但标准 PLE 测量中的饱和强度约为 104 kcps。通过电荷共振检查测量方案，计数率可进一步提高至约 125 kcps。为突出本器件的相关性，我们理论上表明，这些计数率使实现超过 98% 的光学单次读出保真度成为可能。
引用
@article{arxiv.2512.20200,
title = {Waveguide-integrated colour centres in silicon carbide with broadband photonic crystal reflectors for efficient readout},
author = {Marcel Krumrein and Julian M. Bopp and Timo Steidl and Wolfgang Knolle and Jawad Ul-Hassan and Vadim Vorobyov and Tim Schröder and Jörg Wrachtrup},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.20200},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 6 figures