論文の概要: In-plane resonant excitation of quantum dots in a dual-mode
photonic-crystal waveguide with high $\beta$-factor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.00495v1
- Date: Wed, 1 Dec 2021 13:46:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 04:42:05.022851
- Title: In-plane resonant excitation of quantum dots in a dual-mode
photonic-crystal waveguide with high $\beta$-factor
- Title(参考訳): 高$\beta$-factorの2モードフォトニック結晶導波路における量子ドットの面内共鳴励起
- Authors: Xiaoyan Zhou, Peter Lodahl, and Leonardo Midolo
- Abstract要約: 高品質な量子ドット(QD)単一光子源は、量子情報処理の鍵となる資源である。
埋め込みQDの直接共振励起を実現する2モードフォトニック結晶導波路を提案する。
小型のフットプリントは$sim 50$$mu$m$2$で、複数光子量子アプリケーションのための安定かつスケーラブルな複数のエミッターの励起を可能にする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.4588028371034407
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A high-quality quantum dot (QD) single-photon source is a key resource for
quantum information processing. Exciting a QD emitter resonantly can greatly
suppress decoherence processes and lead to highly indistinguishable
single-photon generation. It has, however, remained a challenge to implement
strict resonant excitation in a stable and scalable way, without compromising
any of the key specs of the source (efficiency, purity, and
indistinguishability). In this work, we propose a novel dual-mode
photonic-crystal waveguide that realizes direct in-plane resonant excitation of
the embedded QDs. The device relies on a two-mode waveguide design, which
allows exploiting one mode for excitation of the QD and the other mode for
collecting the emitted single photons with high efficiency. By proper
engineering of the photonic bandstructure, we propose a design with
single-photon collection efficiency of $\beta > 0.95$ together with a
single-photon impurity of $\epsilon< 5 \times 10^{-3}$ over a broad spectral
and spatial range. The device has a compact footprint of $\sim 50$ $\mu$m$^2$
and would enable stable and scalable excitation of multiple emitters for
multi-photon quantum applications.
- Abstract(参考訳): 高品質な量子ドット(QD)単一光子源は、量子情報処理の鍵となる資源である。
QDエミッタを共鳴的に励起することは、デコヒーレンス過程を著しく抑制し、非常に不明瞭な単一光子生成を引き起こす。
しかし、ソースの重要な仕様(効率性、純粋性、不明瞭性)を妥協することなく、安定かつスケーラブルな方法で厳密な共鳴励起を実装することは、依然として課題である。
本研究では,2モードフォトニック結晶導波路を新たに提案し,埋め込みQDの直接共振励起を実現する。
このデバイスは2モード導波路設計に依存しており、1つのモードをqdの励起に利用し、もう1つのモードを高い効率で放出された単一光子を収集できる。
フォトニックバンド構造を適切に設計することにより,広帯域のスペクトルおよび空間範囲において,単一光子回収効率が$\beta > 0.95$,単一光子不純物が$\epsilon<5 \times 10^{-3}$となる設計を提案する。
このデバイスは、コンパクトなフットプリントで$\sim 50$$$$\mu$m$^2$を持ち、マルチ光子量子アプリケーション用の複数のエミッターの安定でスケーラブルな励起を可能にする。
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