谐振腔增强的双 exciton-单 exciton跃迁高质量单光子
量子物理
2026-02-23 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
共挑激励两个能级系统并随后进行单光子发射可用于生成高indistinguishability或Hong-Ou-Mandel(HOM)可见度的单光子。然而,激光与发射光子之间的谱重叠通常会导致显著挑战。此外,发射器的再激发本质上限制了可实现的单光子纯度。既有的解决方案在显著牺牲源效率和增加源复杂度的同时缓解了这些问题。这促使使用少能级系统以激发和发射路径的谱分离为动机。一种选项是三能级级联。然而,在没有针对发射态的特定寿命工程的情况下,级联自然限制可实现的光子indistinguishability。本文研究了一种半导体量子点,通过共振和选择性的腔内增强双 exciton-单 exciton跃迁。随着双 exciton态的共振两光子激励,我们通过腔体收集发射的单光子。该方法规避了发射器再激发,并自然引入激光与发射单光子的谱分离。基于首次实验结果,我们从理论上表明,通过选择性Purcell增强,所观察到的单光子发射质量量子数(纯度,等价于g(2)(0),和HOM可见度,等价于indistinguishability)与高质量确定性量子点单光子源相竞争。这是在没有系统优化或针对性系统工程的情况下就已实现的,这坚定地将所报告的方法置于下一代最高质量量子点基于确定性单光子源的可行路径。
引用
@article{arxiv.2602.18153,
title = {High-quality single photons from cavity-enhanced biexciton-to-exciton transition},
author = {Nils Heinisch and Francesco Salusti and Mark R. Hogg and Timon L. Baltisberger and Malwina A. Marczak and Sascha R. Valentin and Arne Ludwig and Klaus D. Jöns and Richard J. Warburton and Stefan Schumacher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.18153},
year = {2026}
}
备注
20 pages, 8 figures