Narrow-Linewidth Tin-Vacancy Centers in a Diamond Waveguide
Narrow-Linewidth Tin-Vacancy Centers in a Diamond Waveguide
复制标题
金刚石波导中的窄线宽锡空位中心
DOI：
10.1021/acsphotonics.0c00833
复制
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
7
通讯作者：
Vučković, Jelena
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rugar, Alison E.;Dory, Constantin;Aghaeimeibodi, Shahriar;Lu, Haiyu;Sun, Shuo;Mishra, Sattwik Deb;Shen, Zhi-Xun;Melosh, Nicholas A.;Vučković, Jelena
将固态量子发射体与光子电路相结合是实现大规模量子光子处理器的关键。金刚石中带负电荷的锡空位(SNV-)中心因其优良的光学和自旋性质，包括窄线宽发射和长自旋相干时间，被认为是很有前途的量子发射体。SNV中心需要被结合到光波导中，以有效地在芯片上对其产生的光子进行布线。然而，这样的整合尚未实现。在这封信中，我们演示了SNV中心与纳米光子波导的耦合。我们利用我们最近开发的用于产生高质量SNV中心的浅离子注入和生长方法以及先进的准各向同性金刚石制造技术来实现这一装置。我们通过成功地将窄线宽SNV中心(窄至36±2 MHz)耦合到钻石波导，证实了这些技术的兼容性和稳健性。此外，我们还研究了在共振激励下波导耦合SNV中心的稳定性。我们的结果是朝着基于SNV的芯片上的自旋-光子界面、单光子非线性和光子介导的自旋相互作用迈出了重要的一步。
Integrating solid-state quantum emitters with photonic circuits is essential for realizing large-scale quantum photonic processors. Negatively charged tin-vacancy (SnV–) centers in diamond have emerged as promising candidates for quantum emitters because of their excellent optical and spin properties, including narrow-linewidth emission and long spin coherence times. SnV–centers need to be incorporated in optical waveguides for efficient on-chip routing of the photons they generate. However, such integration has yet to be realized. In this Letter, we demonstrate the coupling of SnV–centers to a nanophotonic waveguide. We realize this device by leveraging our recently developed shallow ion implantation and growth method for the generation of high-quality SnV–centers and the advanced quasi-isotropic diamond fabrication technique. We confirm the compatibility and robustness of these techniques through successful coupling of narrow-linewidth SnV–centers (as narrow as 36 ± 2 MHz) to the diamond waveguide. Furthermore, we investigate the stability of waveguide-coupled SnV–centers under resonant excitation. Our results are an important step toward SnV–-based on-chip spin-photon interfaces, single-photon nonlinearity, and photon-mediated spin interactions.
登录
查看更多内容
影响因子：
4.6
作者：
Iwasaki T;Ishibashi F;Miyamoto Y;Doi Y;Kobayashi S;Miyazaki T;Tahara K;Jahnke KD;Rogers LJ;Naydenov B;Jelezko F;Yamasaki S;Nagamachi S;Inubushi T;Mizuochi N;Hatano M
通讯作者：
Hatano M
影响因子：
4
作者：
Noel H. Wan;S. Mouradian;D. Englund
通讯作者：
Noel H. Wan;S. Mouradian;D. Englund
影响因子：
56.9
作者：
Sipahigil, A.;Evans, R. E.;Lukin, M. D.
通讯作者：
Lukin, M. D.
影响因子：
7
作者：
Bray, Kerem;Regan, Blake;Aharonovich, Igor
通讯作者：
Aharonovich, Igor
影响因子：
4
作者：
Mouradian, Sara;Wan, Noel H.;Englund, Dirk
通讯作者：
Englund, Dirk