We investigated the effect of laser pulse duration on nitrogen-vacancy (NV) center generation inside a single crystal diamond. We compared pulse durations of 40 fs (femtosecond laser) and 1 ps (picosecond laser). We found that in both cases, ensemble NV centers could be generated inside the diamond. However, the maximum photoluminescence intensity of the NV center without graphitization for the 40 fs duration was higher than that for the 1 ps duration. This indicated that the femtosecond laser was harder to graphitize diamond and could generate more NV centers without graphitization. This difference may be due to the difference in the photo-absorption process and the resulting lattice dynamics.

1.
I.
Aharonovich
,
A. D.
Greentree
, and
S.
Prawer
,
Nat. Photonics
5
,
397
(
2011
).
2.
C. J. H.
Wort
and
R. S.
Balmer
,
Mater. Today
11
,
22
(
2008
).
3.
N.
Mizuochi
,
T.
Makino
,
H.
Kato
,
D.
Takeuchi
,
M.
Ogura
,
H.
Okushi
,
M.
Nothaft
,
P.
Neumann
,
A.
Gali
,
F.
Jelezko
,
J.
Wrachtrup
, and
S.
Yamasaki
,
Nat. Photonics
6
,
299
(
2012
).
4.
M.
Shimizu
,
Y.
Shimotsuma
,
M.
Sakakura
,
T.
Yuasa
,
H.
Homma
,
Y.
Minowa
,
K.
Tanaka
,
K.
Miura
, and
K.
Hirao
,
Opt. Express
17
,
46
(
2009
).
5.
S.
Lagomarsino
,
M.
Bellini
,
C.
Corsi
,
F.
Gorelli
,
G.
Parrini
,
M.
Santoro
, and
S.
Sciortino
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
233507
(
2013
).
6.
B.
Sotillo
,
V.
Bharadwaj
,
J. P.
Hadden
,
M.
Sakakura
,
A.
Chiappini
,
T. T.
Fernandez
,
S.
Longhi
,
O.
Jedrkiewicz
,
Y.
Shimotsuma
,
L.
Criante
,
R.
Osellame
,
G.
Galzerano
,
M.
Ferrari
,
K.
Miura
,
R.
Ramponi
,
P. E.
Barclay
, and
S. M.
Eaton
,
Sci. Rep.
6
,
35566
(
2016
).
7.
Y.-C.
Chen
,
P. S.
Salter
,
S.
Knauer
,
L.
Weng
,
A. C.
Frangeskou
,
C. J.
Stephen
,
S. N.
Ishmael
,
P. R.
Dolan
,
S.
Johnson
,
B. L.
Green
,
G. W.
Morley
,
M. E.
Newton
,
J. G.
Rarity
,
M. J.
Booth
, and
J. M.
Smith
,
Nat. Photonics
11
,
77
(
2017
).
8.
V. V.
Kononenko
,
I. I.
Vlasov
,
V. M.
Gololobov
,
T. V.
Kononenko
,
T. A.
Semenov
,
A. A.
Khomich
,
V. A.
Shershulin
,
V. S.
Krivobok
, and
V. I.
Konov
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
081101
(
2017
).
9.
I.
Aharonovich
,
S.
Castelletto
,
D. A.
Simpson
,
C.-H.
Su
,
A. D.
Greentree
, and
S.
Prawer
,
Rep. Prog. Phys.
74
,
076501
(
2011
).
10.
G.
Balasubramanian
,
P.
Neumann
,
D.
Twitchen
,
M.
Markham
,
R.
Kolesov
,
N.
Mizuochi
,
J.
Isoya
,
J.
Achard
,
J.
Beck
,
J.
Tissler
,
V.
Jacques
,
P. R.
Hemmer
,
F.
Jelezko
, and
J.
Wrachtrup
,
Nat. Mater.
8
,
383
(
2009
).
11.
J.
Wrachtrup
and
F.
Jelezko
,
J. Phys.: Condens. Matter
18
,
S807
(
2006
).
12.
L.
Rondin
,
J.-P.
Tetienne
,
T.
Hingant
,
J.-F.
Roch
,
P.
Maletinsky
, and
V.
Jacques
,
Rep. Prog. Phys.
77
,
056503
(
2014
).
13.
F.
Dolde
,
H.
Fedder
,
M. W.
Doherty
,
T.
Nöbauer
,
F.
Rempp
,
G.
Balasubramanian
,
T.
Wolf
,
F.
Reinhard
,
L. C. L.
Hollenberg
,
F.
Jelezko
, and
J.
Wrachtrup
,
Nat. Phys.
7
,
459
(
2011
).
14.
G.
Kucsko
,
P. C.
Maurer
,
N. Y.
Yao
,
M.
Kubo
,
H. J.
Noh
,
P. K.
Lo
,
H.
Park
, and
M. D.
Lukin
,
Nature
500
,
54
(
2013
).
15.
K.
Miura
,
J.
Qiu
,
H.
Inouye
,
T.
Mitsuyu
, and
K.
Hirao
,
Appl. Phys. Lett.
71
,
3329
(
1997
).
16.
Y.
Shimotsuma
,
P. G.
Kazansky
,
J.
Qiu
, and
K.
Hirao
,
Phys. Rev. Lett.
91
,
247405
(
2003
).
17.
R. R.
Gattass
and
E.
Mazur
,
Nat. Photonics
2
,
219
(
2008
).
18.
L.
Jiang
,
A.-D.
Wang
,
B.
Li
,
T.-H.
Cui
, and
Y.-F.
Lu
,
Light Sci. Appl.
7
,
17134
(
2018
).
19.
M.
Sakakura
,
T.
Okada
,
V.
Bharadwaj
,
B.
Sotillo
,
S. M.
Eaton
,
R.
Ramponi
,
A.
Serpengüzel
,
U. S.
Gökay
,
Y.
Shimotsuma
, and
K.
Miura
,
J. Laser Micro/Nanoeng.
11
,
346
(
2016
).
20.
V. V.
Lozovoy
,
I.
Pastirk
, and
M.
Dantus
,
Opt. Lett.
29
,
775
(
2004
).
21.
R. S.
Balmer
,
J. R.
Brandon
,
S. L.
Clewes
,
H. K.
Dhillon
,
J. M.
Dodson
,
I.
Friel
,
P. N.
Inglis
,
T. D.
Madgwick
,
M. L.
Markham
,
T. P.
Mollart
,
N.
Perkins
,
G. A.
Scarsbrook
,
D. J.
Twitchen
,
A. J.
Whitehead
,
J. J.
Wilman
, and
S.
Moollard
,
J. Phys.: Condens. Matter
21
,
364221
(
2009
).
22.
H. O.
Jeschke
,
M. E.
Garcia
, and
K. H.
Bennemann
,
Phys. Rev.
60
,
R3701
(
1999
).
23.
C. Z.
Wang
,
K. M.
Ho
,
M. D.
Shirk
, and
P. A.
Molian
,
Phys. Rev. Lett.
85
,
4092
(
2000
).
24.
S. S.
Mao
,
F.
Quéré
,
S.
Guizard
,
X.
Mao
,
R. E.
Russo
,
G.
Petite
, and
P.
Martin
,
Appl. Phys. A
79
,
1695
(
2004
).
25.
P.
Ščajev
,
Physica B
510
,
92
(
2017
).
26.
T.
Malinauskas
,
K.
Jarasiunas
,
E.
Ivakin
,
V.
Ralchenko
,
A.
Gontar
, and
S.
Ivakhnenko
,
Diamond Relat. Mater.
17
,
1212
(
2008
).
27.
P.
Martin
,
S.
Guizard
,
P.
Daguzan
,
G.
Petite
,
P.
D'Oliveira
,
P.
Meynadier
, and
M.
Perdrix
,
Phys. Rev. B
55
,
5799
(
1997
).
28.
V. V.
Kononenko
,
E. V.
Zavedeev
,
M. I.
Latushko
, and
V. I.
Konov
,
Laser Phys. Lett.
10
,
036003
(
2013
).
29.
C.
Hnatovsky
,
R. S.
Taylor
,
P. P.
Rajeev
,
E.
Simova
,
V. R.
Bhardwaj
,
D. M.
Rayner
, and
P. B.
Corkum
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
014104
(
2005
).
You do not currently have access to this content.