論文の概要: High-quality single photons from cavity-enhanced biexciton-to-exciton transition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.18153v1
- Date: Fri, 20 Feb 2026 11:35:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-23 18:01:41.310191
- Title: High-quality single photons from cavity-enhanced biexciton-to-exciton transition
- Title（参考訳）: キャビティ強化バイエキシトン-エキシトン遷移からの高品質単一光子
- Authors: Nils Heinisch, Francesco Salusti, Mark R. Hogg, Timon L. Baltisberger, Malwina A. Marczak, Sascha R. Valentin, Arne Ludwig, Klaus D. Jöns, Richard J. Warburton, Stefan Schumacher,
- Abstract要約: 励起レーザーと発光光子のスペクトルの重なり合いは、一般的に大きな課題となる。
エミッターの再励起は本質的に達成可能な単一光子純度を制限する。
本稿では,バイエキシトン-エキシトン遷移の共振および選択的キャビティエンハンスメントを有する半導体量子ドットについて検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Resonant laser excitation of a two-level system with subsequent single-photon emission can be used to generate single photons with high indistinguishability or Hong-Ou-Mandel (HOM) visibility. However, spectral overlap between excitation laser and emitted photons generally poses significant challenges. Furthermore, emitter re-excitation intrinsically limits achievable single-photon purity. Established solutions mitigate these issues at significant cost to source efficiency and with increased source complexity. This motivates the use of few-level systems with spectral separation of excitation and emission pathways. One option is a three-level cascade. However, without targeted lifetime engineering of emitting states, the cascade naturally limits achievable photon indistinguishability. Here we study a semiconductor quantum dot with resonant and selective cavity-enhancement of biexciton-to-exciton transition. Following resonant two-photon excitation of the biexciton state, we collect the emitted single photon with the cavity. This approach circumvents emitter re-excitation and naturally introduces spectral separation of excitation laser and emitted single photon. Supported by first experimental results, we demonstrate theoretically that with selective Purcell enhancement, the observed quality quantifiers of single-photon emission (purity, equivalently $g^{(2)}(0)$, and HOM visibility $\mathcal{V}$, equivalently indistinguishability) are competitive with respect to high-quality deterministic quantum-dot single-photon sources. This is already achieved without systematic optimization or targeted system engineering, which firmly places the reported approach as a viable route to the next generation of highest-quality quantum-dot based deterministic single-photon sources.
- Abstract（参考訳）: その後の単一光子放射を伴う2レベル系の共鳴レーザー励起は、高い区別不可能な単一光子やHong-Ou-Mandel (HOM) の可視性を生成するために用いられる。
しかし、励起レーザーと励起光子のスペクトルの重なり合いは、一般的に大きな課題となる。
さらに、エミッタの再励起は本質的に達成可能な単一光子純度を制限する。
確立されたソリューションは、ソース効率とソースの複雑さの増加のために、これらの問題をかなりのコストで軽減します。
これは、励起と放出経路のスペクトル分離を伴う少数レベルのシステムの使用を動機付けている。
1つの選択肢は3レベルのカスケードである。
しかし、放出状態の目標寿命工学がなければ、カスケードは自然に達成可能な光子の不識別性を制限する。
本稿では,バイエキシトン-エキシトン遷移の共振および選択的キャビティエンハンスメントを有する半導体量子ドットについて検討する。
バイエクシトン状態の共鳴2光子励起に続いて、放射された単一光子をキャビティで収集する。
このアプローチはエミッタの再励起を回避し、自然に励起レーザーと放射光子のスペクトル分離を導入する。
最初の実験結果から, 選択的なパーセルの増強により, 単一光子放射の観測された品質定量化器(純度=$g^{(2)}(0)$, HOM可視性$\mathcal{V}$, 等しく非可視性)は, 高品質な決定論的量子ドット単一光子源に対して競合することを示した。
これは、体系的な最適化やシステム工学を使わずに既に達成されており、これは報告されたアプローチを、高品質な量子ドットベースの決定論的単一光子源の次世代への実行可能なルートとして確実に位置づけている。
関連論文リスト
- Asymmetric two-photon response of an incoherently driven quantum emitter [0.0]
量子エミッタは、レーザーパルスによって励起されると、高い確率で正確に1つの光子を放出することを約束する。
レーザーパルス中の再励起は、2つの光子の連続放出を引き起こすため、単一光子の純度は制限される。
ここでは,フォノン支援励起によるプロセスの質的差異を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-09T17:44:41Z) - Efficient Two Photon Generation from an Emitter in a Cavity [2.440735807510388]
2光子状態は、メトロジー、リソグラフィ、通信などの量子技術に必須である。
2光子生成の主要な方法の1つはパラメトリックダウンコンバージョンに基づいているが、これは低効率とフットプリントに悩まされている。
本研究は、二重共振共振器内のエミッタからの2光子生成に関する詳細な理論的研究を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-11T13:23:51Z) - Cavity-enhanced single photon emission from a single impurity-bound
exciton [42.2225785045544]
量子井戸中の不純物結合励起子は明るい単一光子エミッタである。
我々は、aSe量子井戸における単一不純物結合エキシトンからのキャビティ強化放出を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-04T18:06:54Z) - Engineering the impact of phonon dephasing on the coherence of a WSe$_{2}$ single-photon source via cavity quantum electrodynamics [36.88715167286119]
Emitter dephasingは固体単一光子源の性能の鍵となる問題の一つである。
単一WSe$単層ドットから放射される光子のコヒーレンスを、スペクトル共振器共振器に選択的に結合させることにより調整および設計可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-13T16:41:06Z) - Swing-up dynamics in quantum emitter cavity systems [0.0]
スーパースキームでは、量子エミッタの励起は2つの非共鳴、赤みがかったレーザーパルスによって達成される。
我々は、共振光学キャビティ内で量子エミッタ、特に半導体量子ドットにこの有望な方法を拡張する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-22T14:42:57Z) - On-chip quantum information processing with distinguishable photons [55.41644538483948]
多光子干渉は光量子技術の中心にある。
そこで本研究では,共振器型集積光子源に必要なスケールで変形した光子を干渉させるのに十分な時間分解能で検出を実装できることを実験的に実証した。
ボソンサンプリング実験において,非イデアル光子の時間分解検出がエンタングル操作の忠実度を向上し,計算複雑性の低減を図ることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-14T18:16:49Z) - Strong single-photon to two-photon bundles emission in spin-1
Jaynes-Cummings model [3.230778132936486]
本研究では,光共振器に結合した単一スピン-1原子における非古典光子放射について,スピン-1Jaynes-Cummingsモデルを構築した。
光子放出は、キャビティと原子駆動のケースで大きな光子数を持つ高品質の単一光子と2光子束特性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-27T13:52:41Z) - Pulse shaping for on-demand emission of single Raman photons from a
quantum-dot biexciton [0.0]
バイエクシトンと量子ドットの基底状態の間の光駆動型2光子ラマン転移による単一光子放出について検討した。
このプロセスの利点は、発振された単一光子の特性をレーザーパルスで全光的に制御できることである。
非自明な形状のレーザーパルスは、パルス強度の増加とともにオンデマンド状態に達する励起条件を維持するために使用できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-28T14:12:56Z) - Optical repumping of resonantly excited quantum emitters in hexagonal
boron nitride [52.77024349608834]
六方晶窒化ホウ素(hBN)の量子エミッタからの発光を増幅するために、弱い非共鳴レーザーを用いて暗黒状態への遷移を低減し、光発光を増幅する光共振方式を提案する。
この結果は、量子フォトニクスアプリケーションのための信頼性の高いビルディングブロックとしてhBNに原子様欠陥を配置する上で重要である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-11T10:15:22Z) - Inverse-designed photon extractors for optically addressable defect
qubits [48.7576911714538]
フォトニックデバイスの逆設計最適化は、スピン光子インタフェースの臨界パラメータを調整する際に、前例のない柔軟性を実現する。
逆設計のデバイスは、単一の光子エミッタのスケーラブルな配列の実現、新しい量子エミッタの迅速なキャラクタリゼーション、センシングと効率的な隠蔽機構を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-24T04:30:14Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。