論文の概要: Enhancement of femtosecond photon echo signals from an inhomogeneously broadened InAs quantum dot ensemble using chirped pulses
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.21125v1
- Date: Fri, 24 Oct 2025 03:29:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-28 09:00:15.376323
- Title: Enhancement of femtosecond photon echo signals from an inhomogeneously broadened InAs quantum dot ensemble using chirped pulses
- Title（参考訳）: チャープパルスを用いた不均質化InAs量子ドットアンサンブルからのフェムト秒光子エコー信号の増強
- Authors: Yuta Kochi, Yutaro Kinoshita, Masanari Watanabe, Ryutaro Ide, Junko Ishi-Hayase,
- Abstract要約: Adiabatic rapid passage (ARP)-enhanced Photon echo in dense, self-assembled InAs QD アンサンブルはエコー効率を3.2倍に向上させる。
これらの結果は、ARPをInAs QDアンサンブルにおけるコヒーレント制御のための堅牢でスケーラブルなアプローチとして確立し、超高速・広帯域光通信への応用の可能性を示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Photon echo (PE) techniques offer a promising approach to optical quantum memory, yet their implementation in conventional platforms, such as rare-earth-ion-doped crystals, is hindered by limited bandwidths. Semiconductor quantum dot (QD) ensembles, featuring THz-scale inhomogeneous broadening and sub-picosecond dynamics, provide an attractive alternative for ultrafast applications. However, achieving coherent control across such broad spectral ranges remains challenging due to detuning and spatial field inhomogeneities, which reduce PE efficiency. In this work, we experimentally demonstrated adiabatic rapid passage (ARP)-enhanced PE in dense, self-assembled InAs QD ensembles exhibiting THz-scale inhomogeneous broadening and operating at telecom wavelengths, achieving a 3.2-fold increase in echo efficiency. Chirped control pulses designed to satisfy adiabatic conditions across the ensemble enable broadband rephasing. Numerical simulations based on a two-level model reproduce the key experimental observations, including the ARP-induced enhancement, thereby validating the underlying physical picture. These results establish ARP as a robust and scalable approach for coherent control in InAs QD ensembles, with potential applications for ultrafast and broadband optical communication in the THz spectral region.
- Abstract（参考訳）: 光子エコー(PE)技術は光量子メモリに有望なアプローチを提供するが、レアアースイオンドープ結晶のような従来のプラットフォームでの実装は帯域幅の制限によって妨げられる。
半導体量子ドット(QD)アンサンブルは、THzスケールの不均一な拡張とサブピコ秒ダイナミクスを特徴とし、超高速アプリケーションに魅力的な代替手段を提供する。
しかし、これらのスペクトル範囲をまたいだコヒーレント制御を実現することは、PE効率を低下させる空間場不均一性のために、依然として困難である。
本研究では,高密度で自己組織化されたInAs QDアンサンブルにおいて,THzスケールの非均一な広帯域化と遠隔波長での動作を実現し,エコー効率を3.2倍に向上させる実験を行った。
アンサンブル全体の断熱条件を満たすように設計されたチャープ制御パルスはブロードバンドの強調を可能にする。
2レベルモデルに基づく数値シミュレーションでは、ARPによる強化を含む重要な実験結果が再現され、基礎となる物理像が検証される。
これらの結果は、ARPをInAs QDアンサンブルにおけるコヒーレント制御のための堅牢でスケーラブルなアプローチとして確立し、THzスペクトル領域における超高速および広帯域光通信への応用の可能性を示している。
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