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来自非相干激发量子点的高度不可区分单光子

DOI：10.1103/PhysRevB.100.155420 期刊：Physical Review B 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 尺寸超过自由激子玻尔半径的半导体量子点因其高振子强度而备受关注。虽然这一特性在腔量子电动力学领域已获广泛研究，但关于此类量子点连续发射单光子的不可区分度以及实现高不可区分度的最佳激发方案仍知之甚少。通过局部液滴刻蚀法制备的GaAs量子点就是典型范例——该系统近期作为纠缠光子对触发源已超越其他体系。我们对比了这些量子点上不同的单光子激发机制，发现：(1) 通过激发态的传统激发方式不可区分度较差；(2) 严格共振激发与非相干声子辅助激发均可实现超过90%的光子不可区分度。在所研究的激发方案中，光学声子辅助激发能直接滤除激光信号，因此对于嵌入高亮度光子结构的量子点具有重要研究价值与优化潜力。
作者： Marcus Reindl，Jonas H. Weber，Daniel Huber，Christian Schimpf，Saimon F. Covre da Silva，Simone L. Portalupi，Rinaldo Trotta，Peter Michler，Armando Rastelli
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研究概述 实验方案

研究目的

研究通过局部液滴蚀刻法获得的GaAs量子点连续发射单光子的不可区分度，并比较不同单光子激发机制以实现高不可区分性。

研究成果

研究表明，在严格共振和非相干声子辅助激发条件下，可从砷化镓量子点获得高度不可区分的单光子，其光子不可区分度超过90%。特别是局域声子（LO声子）辅助激发方案能直接实现激光滤除，因此对于嵌入高亮度光子结构的量子点而言，该方案值得进一步研究和优化。

研究不足

该研究受限于激发态激发下观察到的缓慢弛豫时间，这会导致光子发射出现较大的时间抖动。此外，尽管局域声子辅助激发方案前景良好，但它与可能影响光子不可区分性的缓慢衰减路径相互竞争。

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