来自腔增强的双激子-激子跃迁的高质量单光子

对双能级系统进行共振激光激发并伴随单光子发射,可产生具有高不可区分性或Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉可见度的单光子。然而,激发激光与发射光子之间的光谱重叠通常带来重大挑战。此外,发射体再激发本质上限制了可实现的单光子纯度。现有解决方案虽能缓解这些问题,但会大幅牺牲光源效率并增加系统复杂度。这促使人们转向采用激发与发射路径具有光谱分离特性的少能级系统。三能级级联是一种选择,但若无针对发射态寿命的定向调控,级联过程会天然限制可达到的光子不可区分性。本工作研究了一种通过双激子-激子跃迁的共振选择性腔增强半导体量子点。在双激子态共振双光子激发后,研究人员利用光学腔收集发射的单光子。该方法规避了发射体再激发问题,并天然实现了激发激光与发射单光子的光谱分离。基于初步实验结果,该团队从理论上证明:通过选择性珀塞尔增强,观测到的单光子发射质量指标(纯度,即g(2)(0);HOM可见度𝒱,即不可区分性)可与高质量确定性量子点单光子源相媲美。这一成果尚未经过系统优化或定向器件工程改造,充分表明所报道的方案是实现新一代最高质量量子点确定性单光子光源的可行路径。

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提交arXiv: 2026-02-20 11:35

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