JP5602238B2 - エンタングルされた光子を生成する光子源 - Google Patents
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Description
GB 2451803
Claims (20)
- 量子ドットと、前記量子ドットに電場を印加するように構成される電気的コンタクトと、前記コンタクトに結合される電源であって、双励起子又はより高次の励起子を形成するために電子及びホールが前記量子ドットに注入される第1の電圧、並びに、電子及びホールの注入が止まる第2の電圧を印加するように構成される電源と、を具備する光子源であって、前記光子源は、前記第2の電圧が印加されたときに、量子ドット内の励起子の放射寿命より大きくなるように、電子及びホールの一方が前記量子ドットへ若しくは前記量子ドットからトンネルする時間を増大するように構成される第1の障壁をさらに具備し、前記量子ドットは、双励起子又はより高次の励起子の崩壊中にエンタングルされた光子の放射に適している、光子源。
- 前記第1の障壁は、前記量子ドットと前記電気的コンタクトとの間の層として設けられ、前記層の厚さは、少なくとも150nmである、請求項1に記載の光子源。
- エンタングルされた光子対の各々を2つの出力チャネルに再現性良く分配するように構成される分配部をさらに具備する請求項1に記載の光子源。
- 前記分配部は、源から放射されるそれらのエネルギー又は時間に基づいて前記光子を分離するように構成される請求項3に記載の光子源。
- 前記分配部は、エンタングルされた光子対の波動関数を分割するように構成される請求項3に記載の光子源。
- 前記分配部は、偏光ビームスプリッタを備える請求項5に記載の光子源。
- 前記分配部は、経路エンタングルメント又は位相エンタングルメントから選択されるさらなる特性に関して、前記エンタングルされた光子をエンタングルするように構成される請求項3乃至6のいずれか一項に記載の光子源。
- 前記エンタングルされた対の各光子を独立して検出するように構成される第1及び第2の検出器をさらに具備する請求項1に記載の光子源。
- 単一光子の到着と光子対の到着を識別するように構成される検出器をさらに具備する請求項1に記載の光子源。
- 光キャビティをさらに具備する請求項1に記載の光子源。
- 前記光キャビティは、平面キャビティ又はフォトニック結晶キャビティから選択される請求項10に記載の光子源。
- 前記量子ドット内の異なる偏光の光学活性励起子レベル間のエネルギー差は、前記量子ドットからの放射の均質線幅以下である請求項1に記載の光子源。
- 前記量子ドット内の異なる偏光の光学活性励起子レベル間のエネルギー差は、2μeV以下である請求項1に記載の光子源。
- 前記量子ドットは、前記量子ドットの励起子エネルギー準位における非縮退を低減するように作用する場を受け、前記場は、電場、磁場又は歪場から選択される請求項1に記載の光子源。
- 前記第2の電圧が印加されたときに、量子ドット内の励起子の放射寿命より大きくなるように、前記電子及びホールの他方が前記量子ドットへ若しくは前記量子ドットからトンネルする時間を増大するように構成される第2の障壁をさらに具備する請求項1に記載の光子源。
- 前記第2の電圧は、前記コンタクトから前記量子ドットへの電子及びホールのトンネリングを最小化するように設定される請求項1に記載の光子源。
- 光子源を動作する方法であって、
前記光子源は、量子ドットと、前記量子ドットに電場を印加するように構成される電気的コンタクトと、前記コンタクトに結合される電源であって、双励起子又はより高次の励起子を形成するために電子及びホールが前記量子ドットに供給されるように、ポテンシャルを印加するように構成される電源と、を備え、前記光子源は、量子ドット内の励起子の放射寿命より大きくなるように、電子又はホールが前記量子ドットへ並びに前記量子ドットからトンネルする時間を増大するように構成される障壁をさらに備え、前記量子ドットは、双励起子又はより高次の励起子の崩壊中にエンタングルされた光子の放射に適しており、
前記方法は、
前記量子ドットへの電子及びホールの注入を可能にするように構成される第1の電圧と電子及びホールの注入が止められて前記量子ドットへの並びに前記量子ドットからの電子及びホールのトンネリングが最小化される第2の電圧との2つの電圧で前記電源を切り替えること、
を具備する方法。 - 光子源を製造する方法であって、前記方法は、
n型半導体領域を形成することと、
p型半導体領域を形成することと、
前記n及びp型半導体領域間の半導体構造内に量子ドットを形成することと、
前記n型領域と前記量子ドットとの間に障壁を形成することと、
前記n型半導体領域及び前記p型半導体領域に電気的コンタクトを設けることと、前記量子ドットは、前記電気的コンタクトに第1の電圧が印加されたときに、電子及びホールが前記量子ドットに注入され、前記電気的コンタクトに第2の電圧が印加されたときに、電子及びホールの注入が止まるように構成され、前記障壁は、前記第2の電圧が印加されたときに、前記量子ドット内に形成される励起子の放射寿命より大きくなるように、電子が前記量子ドットへ若しくは前記量子ドットからトンネルするのに要する時間を増大するように構成される、
を具備し、
前記量子ドットは、双励起子又はより高次の励起子の崩壊中のエンタングルされた光子の放射に適するように構成される方法。 - 前記量子ドットを構成することは、縮退した励起子エネルギー準位をドットに提供するために、前記量子ドットの成長パラメータを選択することを備える請求項18に記載の方法。
- 前記量子ドットを構成することは、縮退した励起子エネルギー準位をドットに提供するために、前記量子ドットの形成後に前記量子ドットをアニールすることを備える請求項18に記載の方法。
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