論文の概要: Efficient, indistinguishable telecom C-band photons using a tapered nanobeam

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.01562v2
• Date: Fri, 5 Apr 2024 17:00:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-08 11:45:06.600147
• Title: Efficient, indistinguishable telecom C-band photons using a tapered nanobeam
• Title（参考訳）: テープ状ナノビームを用いた効率よく識別不可能なCバンド光子
• Authors: Mohammad Habibur Rahaman, Samuel Harper, Chang-Min Lee, Kyu-Young Kim, Mustafa Atabey Buyukkaya, Victor J. Patel, Samuel D. Hawkins, Je-Hyung Kim, Sadhvikas Addamane, Edo Waks,
• Abstract要約: InAs/InP量子ドットをテープ状ナノビームに結合した電気通信Cバンドに効率よくファイバカップリングした単一光子源を実演する。 この研究は、明るく、純粋で、識別不能な光子を放出する通信用Cバンド単光子源の開発に向けた重要なステップである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2251041561479694
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Telecom C-band single photons exhibit the lowest attenuation in optical fibers, enabling long-haul quantum-secured communication. However, efficient coupling with optical fibers is crucial for these single photons to be effective carriers in long-distance transmission. In this work, we demonstrate an efficient fiber-coupled single photon source at the telecom C-band using InAs/InP quantum dots coupled to a tapered nanobeam. The tapered nanobeam structure facilitates directional emission that is mode-matched to a lensed fiber, resulting in a collection efficiency of up to 65% from the nanobeam to a single-mode fiber. Using this approach, we demonstrate single photon count rates of 575 $\pm$ 5 Kcps and a single photon purity of $g^2$ (0) = 0.015 $\pm$ 0.003. Additionally, we demonstrate Hong-Ou Mandel interference from the emitted photons with a visibility of 0.84 $\pm$ 0.06. From these measurements, we determine a photon coherence time of 450 $\pm$ 20 ps, a factor of just 8.3 away from the lifetime limit. This work represents an important step towards the development of telecom C-band single-photon sources emitting bright, pure, and indistinguishable photons, which are necessary to realize fiber-based long-distance quantum networks
• Abstract（参考訳）: テレコムのCバンド単一光子は、光ファイバーにおいて最低減衰を示し、長期の量子安全な通信を可能にする。 しかし、これらの単一光子が長距離伝送において効果的なキャリアとなるためには、光ファイバーとの効率的な結合が不可欠である。 本研究では,InAs/InP量子ドットをテープ状ナノビームに結合した電気通信用Cバンドにおいて,効率的なファイバー結合型単一光子源を実証する。 テーパ状ナノビーム構造は、レンズファイバにモード整合した方向性発光を促進し、ナノビームから単一モードファイバへの回収効率を最大65%向上させる。 このアプローチを用いて、単光子数レートが575$\pm$ 5 Kcps、単光子純度が$g^2$ (0) = 0.015$\pm$ 0.003であることを示す。 さらに、放射光子からの香港・ウー・マンデル干渉の可視性は0.84$\pm$ 0.06である。 これらの測定から、光子のコヒーレンス時間は450$\pm$20 psであり、寿命限界からわずか8.3離れた。 この研究は、ファイバベースの長距離量子ネットワークを実現するために必要な、明るく、純粋で、識別不可能な光子を放出する通信用Cバンド単一光子源の開発に向けた重要なステップである。

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