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Bright Purcell Enhanced Single-Photon Source in the Telecom O-Band Based on a Quantum Dot in a Circular Bragg Grating
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2021-09-03 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02647 Sascha Kolatschek 1 , Cornelius Nawrath 1 , Stephanie Bauer 1 , Jiasheng Huang 1 , Julius Fischer 1 , Robert Sittig 1 , Michael Jetter 1 , Simone Luca Portalupi 1 , Peter Michler 1
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2021-09-03 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02647 Sascha Kolatschek 1 , Cornelius Nawrath 1 , Stephanie Bauer 1 , Jiasheng Huang 1 , Julius Fischer 1 , Robert Sittig 1 , Michael Jetter 1 , Simone Luca Portalupi 1 , Peter Michler 1
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The combination of semiconductor quantum dots with photonic cavities is a promising way to realize nonclassical light sources with state-of-the-art performances regarding brightness, indistinguishability, and repetition rate. Here we demonstrate the coupling of InGaAs/GaAs QDs emitting in the telecom O-band to a circular Bragg grating cavity. We demonstrate a broadband geometric extraction efficiency enhancement by investigating two emission lines under above-band excitation, inside and detuned from the cavity mode, respectively. In the first case, a Purcell enhancement of 4 is attained. For the latter case, an end-to-end brightness of 1.4% with a brightness at the first lens of 23% is achieved. Using p-shell pumping, a combination of high count rate with pure single-photon emission (g(2)(0) = 0.01 in saturation) is achieved. Finally, a good single-photon purity (g(2)(0) = 0.13) together with a high detector count rate of 191 kcps is demonstrated for a temperature of up to 77 K.
中文翻译：
基于圆形布拉格光栅中的量子点的电信O波段中明亮的赛尔增强型单光子源
半导体量子点与光子腔的结合是实现具有最先进的亮度、不可区分性和重复率性能的非经典光源的有前途的方法。在这里，我们演示了在电信 O 波段中发射的 InGaAs/GaAs QD 与圆形布拉格光栅腔的耦合。我们通过研究带上激发下的两条发射线，分别在腔模式内部和从腔模式失谐，证明了宽带几何提取效率的增强。在第一种情况下，获得了 4 的珀塞尔增强。对于后一种情况，端到端亮度为 1.4%，第一个镜头的亮度为 23%。使用 p 壳泵浦，结合高计数率和纯单光子发射 (g (2)(0) = 0.01 饱和度）。最后，在高达 77 K 的温度下证明了良好的单光子纯度 (g (2) (0) = 0.13) 以及 191 kcps 的高探测器计数率。
更新日期：2021-09-22
中文翻译：
基于圆形布拉格光栅中的量子点的电信O波段中明亮的赛尔增强型单光子源
半导体量子点与光子腔的结合是实现具有最先进的亮度、不可区分性和重复率性能的非经典光源的有前途的方法。在这里，我们演示了在电信 O 波段中发射的 InGaAs/GaAs QD 与圆形布拉格光栅腔的耦合。我们通过研究带上激发下的两条发射线，分别在腔模式内部和从腔模式失谐，证明了宽带几何提取效率的增强。在第一种情况下，获得了 4 的珀塞尔增强。对于后一种情况，端到端亮度为 1.4%，第一个镜头的亮度为 23%。使用 p 壳泵浦，结合高计数率和纯单光子发射 (g (2)(0) = 0.01 饱和度）。最后，在高达 77 K 的温度下证明了良好的单光子纯度 (g (2) (0) = 0.13) 以及 191 kcps 的高探测器计数率。
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