論文の概要: Silicon nitride waveguides with intrinsic single-photon emitters for
integrated quantum photonics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.08481v1
- Date: Tue, 17 May 2022 16:51:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-12 21:07:10.449572
- Title: Silicon nitride waveguides with intrinsic single-photon emitters for
integrated quantum photonics
- Title（参考訳）: 集積量子フォトニクス用固有単一光子エミッタを用いた窒化ケイ素導波路
- Authors: Alexander Senichev, Samuel Peana, Zachariah O. Martin, Omer Yesilyurt,
Demid Sychev, Alexei S. Lagutchev, Alexandra Boltasseva, Vladimir M. Shalaev
- Abstract要約: 我々は、SiN中の固有の単一光子放射体から、同じ物質からなるモノリシック集積導波路への光子の最初のカップリングに成功したことを示す。
その結果、スケーラブルでテクノロジー対応の量子フォトニック集積回路の実現に向けた道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 97.5153823429076
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The recent discovery of room temperature intrinsic single-photon emitters in
silicon nitride (SiN) provides the unique opportunity for seamless monolithic
integration of quantum light sources with the well-established SiN photonic
platform. In this work, we develop a novel approach to realize planar
waveguides made of low-autofluorescing SiN with intrinsic quantum emitters and
demonstrate the single-photon emission coupling into the waveguide mode. The
observed emission coupling from these emitters is found to be in line with
numerical simulations. The coupling of the single-photon emission to a
waveguide mode is confirmed by second-order autocorrelation measurements of
light outcoupled off the photonic chip by grating couplers. Fitting the
second-order autocorrelation histogram yields $g^{(2)}(0)=0.35\pm0.12$ without
spectral filtering or background correction with an outcoupled photon rate of
$10^4$ counts per second. This demonstrates the first successful coupling of
photons from intrinsic single-photon emitters in SiN to monolithically
integrated waveguides made of the same material. The results of our work pave
the way toward the realization of scalable, technology-ready quantum photonic
integrated circuitry efficiently interfaced with solid-state quantum emitters.
- Abstract（参考訳）: 窒化ケイ素(SiN)における室温固有の単一光子放出体(英語版)の発見は、量子光源とよく確立されたSiNフォトニックプラットフォームをシームレスに統合するユニークな機会を提供する。
本研究では,低自己蛍光SiNと固有量子エミッタを用いた平面導波路の実現手法を開発し,導波路モードへの単一光子放出結合を実証する。
これらのエミッタからの観測された放出結合は、数値シミュレーションと一致している。
単一光子放射と導波路モードとのカップリングは、光子カップラによるフォトニックチップからの光の2次自己相関測定によって確認される。
2階自己相関ヒストグラムを固定すると、スペクトルフィルタリングや背景補正なしで$g^{(2)}(0)=0.35\pm0.12$となり、アウトカップリングされた光子レートは毎秒10^4$である。
これは、SiN中の固有の単一光子エミッタから同じ物質からなるモノリシック集積導波路への光子の最初のカップリングに成功したことを示す。
この研究の結果は、固体量子エミッタと効率的に相互作用するスケーラブルで技術対応の量子フォトニック集積回路の実現への道を開いた。
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