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首页> 外文期刊>Physical review letters >Real-Time Observation of Single Atoms Trapped and Interfaced to a Nanofiber Cavity
【24h】

Real-Time Observation of Single Atoms Trapped and Interfaced to a Nanofiber Cavity

机译：捕获并界面的单个原子的实时观察到纳米纤维腔

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摘要

We demonstrate efficient interfacing of individually trapped single atoms to a nanofiber cavity. The cavity is formed by fabricating photonic crystal structures directly on the nanofiber using femtosecond laser ablation. The single atoms are interfaced to the nanofiber cavity using an optical tweezer based side-illumination trapping scheme. We show that the fluorescence of individual single atoms trapped on the nanofiber cavity can be readily observed in real-time through the fiber guided modes. From the photon statistics measured for different cavity decay rates, the effective coupling rate of the atom-cavity interface is estimated to be 34 +/- 2 MHz. This yields a cooperativity of 5.4 +/- 0.6 (Purcell factor = 6.4 +/- 0.6) and a cavity enhanced channeling efficiency as high as 85 +/- 2% for a cavity mode with a finesse of 140. The trap lifetime is measured to be 52 +/- 5 ms. These results may open new possibilities for deterministic preparation of single atom events for quantum photonics applications on an all-fiber platform.
机译：我们展示了对纳米纤维腔的单独捕获的单个原子的有效接口。通过使用飞秒激光烧蚀，通过在纳米纤维上直接制造光子晶体结构来形成腔。使用基于光学镊子的侧照射诱捕方案，单个原子与纳米纤维腔接口。我们表明，可以通过光纤引导模式实时地实时观察捕获在纳米纤维腔上的单个原子的荧光。从针对不同腔衰减速率测量的光子统计，原子腔接口的有效耦合速率估计为34 +/- 2MHz。这产生了5.4 +/- 0.6（PURCELL因子= 6.4 +/- 0.6）的合作率，并且具有140的技巧的腔模式高达85 +/- 2％的腔增强的通道效率。测量陷阱寿命为52 +/- 5毫秒。这些结果可以为全光纤平台上的量子光子仪应用的单个原子事件的确定性制备开辟新的可能性。

著录项

  • 来源
    《Physical review letters》 |2019年第21期|213602.1-213602.5|共5页
  • 作者

    Nayak Kali P.; Wang Jie; Keloth Jameesh;

  • 作者单位

    Univ Electrocommun Ctr Photon Innovat Chofu Tokyo 1828585 Japan|Univ Electrocommun Inst Laser Sci Chofu Tokyo 1828585 Japan;

    Univ Electrocommun Ctr Photon Innovat Chofu Tokyo 1828585 Japan|Univ Electrocommun Inst Laser Sci Chofu Tokyo 1828585 Japan|RIKEN CEMS Wako Saitama 3510198 Japan;

    Univ Electrocommun Ctr Photon Innovat Chofu Tokyo 1828585 Japan|Univ Electrocommun Inst Laser Sci Chofu Tokyo 1828585 Japan;

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