【虹科案例】虹科信号发生器——用于控制钻石色心的脉冲序列

前言

钻石的色心是晶格中的缺陷，其中碳原子被不同种类的原子取代，相邻的晶格位置是空的。由于其明亮的单光子发射和光学可访问的自旋，色心可以成为未来量子信息处理和量子网络的有前途的固态量子发射器。

实现自旋量子比特和相干光子纠缠的两个最成熟的系统是量子点和钻石中的氮空位色心（NV）。然而，在这两个系统之间，NV 表现出超过 1 秒的出色相干时间，但缺乏产生无法区分的光子所需的零声子线 (ZPL) 的有效发射。

这突出了使用固态量子发射器的典型挑战：单光子产生和发射极自旋相干时间。

钻石中的氮空位色心

光学特性

结合其良好的自旋特性，锡基空位（SnV）色心非常适合集成到纳米光子平台中，因为它们在纳米结构中具有强大而稳定的零光子线发射。

金刚石中的第 IV 族空位中心由于其有利于发射到 ZPL 中的晶体对称性而显示出优异的光学特性。

硅基空位（SiV）色心在温度为 100 mK 时显示 10 ms 的相干时间，而 SnV 预计在温度为 2 K 时会给出类似的时间。

SnV单光子发射器

虹科Arb-Rider AWG-5000 系列已用于控制金刚石中SnV的实验脉冲序列。AWG-5000 允许生成具有高幅 (>1.5V) 的窄电方波脉冲，控制电光调幅器以生成短激光脉冲。

虹科AWG-5000

使用这种机制，可以生成具有接近高斯形状的光脉冲，显示出 280ps 的半峰宽。

此外，AWG-5064 已用于驱动电光相位调制器，以生成高达约 2GHz 的频带，从而能够激发具有相位稳定激光场的两个光学跃迁。

高斯光脉冲

AWG-5000 的数字输出通道允许控制声光调幅器，或者将它们用于生成触发脉冲以对实验序列进行定时。

在未来，根据序列中某个读数的结果可以实现对测量方案进行实时控制。