論文の概要: Understanding photoluminescence in semiconductor Bragg-reflection
waveguides: Towards an integrated, GHz-rate telecom photon pair source
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.05474v1
- Date: Mon, 12 Oct 2020 06:27:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-29 07:26:17.889399
- Title: Understanding photoluminescence in semiconductor Bragg-reflection
waveguides: Towards an integrated, GHz-rate telecom photon pair source
- Title（参考訳）: 半導体ブラッグ反射導波路における光ルミネッセンスの理解:集積ghz帯光子対源に向けて
- Authors: Silke Auchter, Alexander Schlager, Hannah Thiel, Kaisa Laiho, Benedikt
Pressl, Holger Suchomel, Martin Kamp, Sven H\"ofling, Christian Schneider and
Gregor Weihs
- Abstract要約: 光子対の半導体集積源は、材料のバンドギャップに非常に近いポンプ波長で作用する。
Sバンドの長波長端付近または短波長Cバンド付近で動作させるデバイスは1 ns未満の時間フィルタリングを必要とすることを示す。
我々は, 動作波長をLバンドにシフトさせ, 材料組成の調整を小さくすることで, 光発光量を無視可能な値に低減できると予測した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 47.399953444625154
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Compared to traditional nonlinear optical crystals, like BaB$_2$O$_4$,
KTiOPO$_4$ or LiNbO$_3$, semiconductor integrated sources of photon pairs may
operate at pump wavelengths much closer to the bandgap of the materials. This
is also the case for Bragg-reflection waveguides (BRW) targeting parametric
down-conversion (PDC) to the telecom C-band. The large nonlinear coefficient of
the AlGaAs alloy and the strong confinement of the light enable extremely
bright integrated photon pair sources. However, under certain circumstances, a
significant amount of detrimental broadband photoluminescence has been observed
in BRWs. We show that this is mainly a result of linear absorption near the
core and subsequent radiative recombination of electron-hole pairs at deep
impurity levels in the semiconductor. For PDC with BRWs, we conclude that
devices operating near the long wavelength end of the S-band or the short
C-band require temporal filtering shorter than 1 ns. We predict that shifting
the operating wavelengths to the L-band and making small adjustments in the
material composition will reduce the amount of photoluminescence to negligible
values. Such measures enable us to increase the average pump power and/or the
repetition rate, which makes integrated photon pair sources with on-chip
multi-gigahertz pair rates feasible.
- Abstract（参考訳）: BaB$_2$O$_4$、KTiOPO$_4$、LiNbO$_3$のような従来の非線形光学結晶と比較して、光子対の半導体集積源は、材料のバンドギャップよりもはるかに近いポンプ波長で動作することができる。
これは、パラメトリックダウンコンバージョン(PDC)をテレコムCバンドにターゲットとするブラッグ反射導波路(BRW)にも当てはまる。
AlGaAs合金の大きな非線形係数と光の強い閉じ込めは、非常に明るい光子対の源となる。
しかし、ある状況下では、BRWでは相当量の有害ブロードバンド発光が観測されている。
これは主にコア付近の線形吸収と、半導体中の深い不純物準位における電子-ホール対の放射再結合の結果である。
BRWを用いたPDCでは、Sバンドの長波長端付近または短波長Cバンド付近で動作しているデバイスは1 ns未満の時間フィルタリングを必要とする。
我々は, 動作波長をLバンドにシフトさせ, 材料組成の調整を小さくすることで, 光発光量を無視可能な値に低減できると予測した。
このような測定により、オンチップのマルチギガヘルツペアレートと光子ペアソースを統合することで、平均ポンプパワーと/または繰り返し率を高めることができる。
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