論文の概要: On-demand Generation of Indistinguishable Photons in the Telecom C-Band
using Quantum Dot Devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.08668v1
- Date: Wed, 14 Jun 2023 17:59:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-16 17:52:13.979542
- Title: On-demand Generation of Indistinguishable Photons in the Telecom C-Band
using Quantum Dot Devices
- Title（参考訳）: 量子ドットデバイスを用いた通信用cバンドにおける識別不能光子のオンデマンド生成
- Authors: Daniel A. Vajner, Pawe{\l} Holewa, Emilia Zi\k{e}ba-Ost\'oj, Maja
Wasiluk, Martin von Helversen, Aurimas Sakanas, Alexander Huck, Kresten
Yvind, Niels Gregersen, Anna Musia{\l}, Marcin Syperek, Elizaveta Semenova,
Tobias Heindel
- Abstract要約: そこで本研究では,単一QDデバイスからの通信用Cバンドにおける不明瞭な光子のコヒーレントなオンデマンド生成を実演する。
これは、波長変換なしで直接通信Cバンドに放出される単一光子の光子区別性において顕著な進歩を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 43.55994393060723
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Semiconductor quantum dots (QDs) enable the generation of single and
entangled photons for applications in quantum information and quantum
communication. While QDs emitting in the 780 nm to 950 nm spectral range
feature close-to-ideal single-photon purities and indistinguishabilities, they
are not the best choice for applications in fiber-optical networks, due to the
high optical losses in this wavelength regime. The preferable choice here are
QDs operating in the lowest-loss spectral window around 1550 nm (telecom
C-band). In this work, we demonstrate the coherent on-demand generation of
indistinguishable photons in the telecom C-band from single QD devices
consisting of InAs/InP QD-mesa structures heterogeneously integrated with a
metallic reflector on a silicon wafer. Using pulsed two-photon resonant
excitation of the biexciton-exciton radiative cascade, we observe Rabi
rotations up to pulse areas of 4$\pi$ and a high single-photon purity in terms
of g$^{(2)}$(0)=0.005(1) and 0.015(1) for exciton and biexciton photons,
respectively. We obtain two-photon interference visibilities of up to 35(3)% in
Hong-Ou-Mandel-type experiments by comparing co- and cross-polarized
coincidences. This represents a significant advancement in the
photon-indistinguishability of single photons emitted directly in the telecom
C-band without wavelength conversion.
- Abstract（参考訳）: 量子ドット(QD)は、量子情報や量子通信への応用のために、単一および絡み合った光子を生成することができる。
780 nmから950 nmのスペクトル範囲で放射されるQDは、1光子純度と不連続性を持つが、この波長の光損失が大きいため、光ファイバーネットワークへの応用には最適ではない。
ここで好まれる選択は、1550nm(Telecom Cバンド)の低損失スペクトルウィンドウで動作するQDである。
本研究では,InAs/InP QD-mesa構造をシリコンウェハ上の金属リフレクタと不均一に統合した単一QDデバイスから,通信用Cバンド中の不明瞭な光子のコヒーレントなオンデマンド生成を実証する。
二励起子-励起子放射カスケードのパルス2光子共鳴励起を用いて、励起子と二励起子光子のそれぞれg$^{(2)}$(0)=0.005(1)と0.015(1)の項で、4$\pi$のパルス領域までのラビ回転と高い単光子純度を観測する。
香港-奥羽-マンデル型実験では, 共分極と交叉偏極の一致を比較することにより, 最大35(3)%の2光子干渉振動率を得る。
これは、波長変換なしで直接通信Cバンドに放出される単一光子の光子区別性の著しい進歩を示す。
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