Resonanz-Fluoreszenz in kohärent gekoppelten Quantenpunkt-Mikrosäulenresonatoren

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Dieses Forschungsvorhaben zielt auf Experimente an Quantenpunkt-Mikroresonatoren unter strikt resonanter Anregung ab. Hierzu sollen zunächst Mikrosäulenresonatoren mit InGaAs-Quantenpunkten in der aktiven Schicht hergestellt und optimiert werden, um diese für Resonanz-Fluoreszenz-Experimente im Regime der schwachen und der starken Kopplung einzusetzen. Die strikt resonante Anregung ist bei den geplanten Arbeiten von entscheidender Bedeutung, da sie im Gegensatz zu einfachen Photolumineszenz-Experimenten ohne Relaxationsprozesse auskommt und somit eine sehr definierte und kohärente Anregung des Systems ermöglicht. Unter diesen besonderen Anregungsbedingungen sollen im Regime der schwachen Kopplung ununterscheidbarer Photonen höchster Güte erzeugt werden. Sie erlauben vor allem aber auch einen neuen Zugang zu dem Regime der starken Kopplung, das bislang noch nicht im Rahmen von Resonanz-Fluoreszenz-Experimenten studiert wurde. In diesem Zusammenhang bietet die strikt resonante Anregung über die direkte Population der Resonatormode mit Photonen den großen Vorteil, neue Einblicke in nichtlineare Kopplungsprozesse unter anderem im Hinblick auf die Jaynes-Cummings-Leiter zu erlangen. Die anvisierten Experimente stellen dabei höchste Anforderungen an die Strukturen, die ausgeprägte Licht-Materie-Wechselwirkung aufweisen müssen, spektral möglichst ohne Temperaturvariation verstimmbar sein sollten und darüber hinaus eine effektive Streulichtunterdrückung gewährleisten müssen. Hierzu sollen elektrisch kontaktierte Mikrosäulenresonatoren zum Einsatz kommen, die einerseits eine lokale Verstimmung über den Stark-Effekt erlauben und zusätzlich über den oberen Ringkontakt eine effektive Streulichtunterdrückung ermöglichen.