論文の概要: An ultra-compact deterministic source of maximally entangled photon pairs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.11623v1
- Date: Mon, 17 Feb 2025 10:07:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-18 14:08:58.724714
- Title: An ultra-compact deterministic source of maximally entangled photon pairs
- Title（参考訳）: 最大絡み合った光子対の超コンパクト決定性源
- Authors: M. Langer, P. Ruchka, A. Rahimi, S. Jakovljevic, Y. G. Zena, A. Danilov, M. Pal, R. Bassoli, F. H. P. Fitzek, O. G. Schmidt, H. Giessen, C. Hopfmann,
- Abstract要約: 最大絡み合ったオンデマンド光子対の超コンパクト光源を提案する。
結果は、モノリシックマイクロレンズに埋め込まれた単一GaAs量子ドットと単一モードファイバーとのカップリングに基づいている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: We present an ultra-compact source of maximally entangled on-demand photon pairs. Our results are based on coupling of single GaAs quantum dots that are embedded in monolithic micro-lenses to a single-mode fiber with directly attached to 3D-printed micro-optics (NA of 0.6) inside a cryogenic environment. This approach, which is geared towards future integration into industrial environments, yields state-of-the-art entangled photon pair creation performance while retaining flexibility and adjustability required for long-term operation of such a device - all while dramatically reducing the overall system footprint. We demonstrate near diffraction-limited performance and hyperspectral imaging utilizing a 3D-printed micro-objective with a full width at half maximum resolution limit of 604(16) nm when operating the system at a cryogenic temperature of 3.8 K. Furthermore, we prove that this system can be used to achieve single photon emission rates of 392(20) kHz at a 76 MHz pump rate and purities of 99.2(5) % using two-photon resonant excitation. Utilizing the exciton-biexciton emission cascade available in GaAs quantum dots under resonant excitation, near maximally entangled photon pairs with peak entanglement negatives 2n of 0.96(2) in a 4 ps time window, and 0.81(1) when averaged over one exciton lifetime, are demonstrated.
- Abstract（参考訳）: 最大絡み合ったオンデマンド光子対の超コンパクト光源を提案する。
この結果は,モノリシックなマイクロレンズに埋め込まれた単一GaAs量子ドットと,低温環境下で直接3Dプリントされたマイクロ光学系(NAは0.6)に結合した単一モードファイバとのカップリングに基づいている。
このアプローチは、将来の産業環境への統合を目標として、最先端の束縛された光子ペア生成性能を向上するとともに、そのようなデバイスの長期的な運用に必要な柔軟性と調整性を維持しながら、システム全体のフットプリントを劇的に削減する。
低温3.8Kで動作させる場合、3Dプリントしたマイクロオブジェクトを60416nmの半高分解能限界で使用し、76MHzのポンプ速度で392(20)kHzの単一光子放射率と99.2(5)%の純度を両光子共鳴励起で達成できることを実証した。
共鳴励起下でGaAs量子ドットで利用可能なエクシトン・ビエクシトン放出カスケードを用いることで、ピークエンタングルメント負のピークエンタングルメント2nの最大エンタングルド光子対に近づき、1エキシトン寿命平均0.81(1)が示される。
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