Control of non-classical light states by linear and non-linear interaction in hybrid systems of single semiconductor quantum dots and alkali atomic vapor
单半导体量子点和碱原子蒸气混合系统中线性和非线性相互作用对非经典光态的控制
基本信息
- 批准号:281308554
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2016
- 资助国家:德国
- 起止时间:2015-12-31 至 2019-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The central aim of the proposed research project is the realization and detailed investigation of new hybrid concepts and schemes which provide control to generate and/or manipulate non-classical states of light by distinct interaction between photons emitted from single semiconductor-quantum dots (QDs) and alkali atomic vapor as the control medium. The fundamental basis for all planned investigations is the generation of spectrally narrow-band resonance fluorescence (RF) from individual single Indium-Gallium-Arsenide (InGaAs)-QDs as a source of photons which can be brought to controlled interaction with the optical resonances of atomic cesium (133Cs) at ~894 nm (D1 hyperfine structure quadruplet). One important prerequisite for sophisticated QD-atom interaction experiments will be a precise tuning capability of RF with respect to the fixed atomic reference frequencies of the D1 hyperfine structure. The efficiency of (non-)linear interactions will critically depend on the mutual spectral similarity between the photon source and the spectral response characteristics of the thermal atomic gas, dominated by Doppler broadening, which acts as the control medium. Therefore, another very important aspect will be to gain flexible control on the RF emission linewidth in order to adjust its bandwidth to the atomic transitions. In this project, we plan to utilize different conditioning techniques, i.e. (a) deterministic pi-pulsed optical QD excitation, (b) direct generation of ultra-narrowband sub-Poissonian RF by coherent, elastic photon scattering on a single QD in the weak excitation regime (Heitler regime), and (c) spectral post-filtering of single-QD RF from the regimes of pi-pulsed and also cw-dressed emission above saturation. This can be achieved by using a specially designed high-finesse Fabry-Pérot interferometer, or alternatively, for the first time in combination with QD-RF, the technique of FADOF-type (Faraday anomalous dispersion optical filter) transmission filtering. Using such conditioned photons, the anticipated goals of the project focus on fundamental applications in the field of optical quantum information processing. One of our aimed applications will be controlled single-photon storage and delay by generation of slow light within the strongly dispersive frequency regime between selected Cs-D1 resonances and storage via an off-resonant Raman-scheme. The second major goal of the project focuses at the manipulation of stored photons and the generation of higher-order photon number (Fock) states by using cesium atomic vapor in combination of highly excited Rydberg gas medium with controllably attractive or repulsive atom-atom interaction. A Rydberg gas can act e.g., as an optical transistor for two individual photons to merge into a common mode channel. The effect of photon-photon scattering can be controlled externally by an appropriate Rydberg pump laser for the atomic medium.
拟议的研究项目的中心目标是实现和详细调查新的混合概念和计划,这些概念和计划提供控制,以产生和/或操纵光的非经典状态,通过从单个量子点(QD)和碱原子蒸汽作为控制介质发射的光子之间的独特相互作用。所有计划研究的基本基础是从单个铟镓砷化物(InGaAs)量子点产生光谱窄带共振荧光(RF),作为光子源,可以与原子铯(133 Cs)在~894 nm(D1超精细结构四重态)的光学共振进行受控相互作用。复杂的量子点-原子相互作用实验的一个重要先决条件是RF相对于D1超精细结构的固定原子参考频率的精确调谐能力。(非)线性相互作用的效率将主要取决于光子源和热原子气体的光谱响应特性之间的相互光谱相似性,其由作为控制介质的多普勒展宽主导。因此,另一个非常重要的方面将是获得对RF发射线宽的灵活控制,以便根据原子跃迁调整其带宽。在这个项目中,我们计划利用不同的调节技术,即(a)确定性的π脉冲光量子点激发,(B)直接产生的超窄带亚泊松RF相干,弹性光子散射在一个单一的量子点在弱激发制度(海特勒制度),和(c)光谱后过滤的单量子点RF从π脉冲和cw装饰发射高于饱和的制度。这可以通过使用专门设计的高精细度法布里-珀罗干涉仪来实现,或者第一次与QD-RF相结合,FADOF型(法拉第反常色散光学滤波器)传输滤波技术。利用这种条件光子,该项目的预期目标集中在光量子信息处理领域的基础应用上。我们的目标应用之一将是通过在选定的Cs-D1共振和非共振拉曼方案存储之间的强色散频率范围内产生慢光来控制单光子存储和延迟。该项目的第二个主要目标集中在操纵存储的光子和高阶光子数(Fock)状态的产生,通过使用铯原子蒸气结合高度激发的里德伯气体介质与可控的吸引或排斥原子-原子相互作用。里德伯气体可以起作用,例如,作为用于两个单独的光子合并到共模通道中的光学晶体管。光子-光子散射的效应可以通过原子介质的适当的里德伯泵浦激光来外部控制。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Characterization of spectral diffusion by slow-light photon-correlation spectroscopy
- DOI:10.1103/physrevb.101.161401
- 发表时间:2020-04
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:H. Vural;J. Maisch;I. Gerhardt;M. Jetter;S. Portalupi;P. Michler
- 通讯作者:H. Vural;J. Maisch;I. Gerhardt;M. Jetter;S. Portalupi;P. Michler
Two-photon interference in an atom–quantum dot hybrid system
原子量子点混合系统中的双光子干涉
- DOI:10.1364/optica.5.000367
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:H. Vural;S. L. Portalupi;J. Maisch;S. Kern;J. H. Weber;M. Jetter;J. Wrachtrup;R. Löw;I. Gerhardt;P. Michler
- 通讯作者:P. Michler
Controllable Delay and Polarization Routing of Single Photons
单光子的可控延迟和偏振路由
- DOI:10.1002/qute.201900057
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:4.4
- 作者:J. Maisch;H. Vural;M. Jetter;P. Michler;I. Gerhardt;S. L. Portalupi
- 通讯作者:S. L. Portalupi
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Dr. Robert Löw其他文献
Dr. Robert Löw的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Dr. Robert Löw', 18)}}的其他基金
A Large Bandwidth Room Temperature Single Photon Source
大带宽室温单光子源
- 批准号:
428456730 - 财政年份:2019
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
Rydberg atoms in confined geometries - Experiment and Theory
受限几何结构中的里德伯原子 - 实验与理论
- 批准号:
252404023 - 财政年份:2014
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
相似国自然基金
基于深穿透拉曼光谱的安全光照剂量的深层病灶无创检测与深度预测
- 批准号:82372016
- 批准年份:2023
- 资助金额:48.00 万元
- 项目类别:面上项目
Non-CG DNA甲基化平衡大豆产量和SMV抗性的分子机制
- 批准号:32301796
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
long non-coding RNA(lncRNA)-activatedby TGF-β(lncRNA-ATB)通过成纤维细胞影响糖尿病创面愈合的机制研究
- 批准号:LQ23H150003
- 批准年份:2023
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
G蛋白偶联受体GPR110调控Lp-PLA2抑制非酒精性脂肪性肝炎的作用及机制研究
- 批准号:82370865
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
染色体不稳定性调控肺癌non-shedding状态及其生物学意义探索研究
- 批准号:82303936
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
犬尿氨酸酶KYNU参与非酒精性脂肪肝进展为肝纤维化的作用和机制研究
- 批准号:82370874
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
变分法在双临界Hénon方程和障碍系统中的应用
- 批准号:12301258
- 批准年份:2023
- 资助金额:30.00 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
BTK抑制剂下调IL-17分泌增强CD20mb对Non-GCB型弥漫大B细胞淋巴瘤敏感性
- 批准号:n/a
- 批准年份:2022
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Non-TAL效应子NUDX4通过Nudix水解酶活性调控水稻白叶枯病菌致病性的分子机制
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
一种新non-Gal抗原CYP3A29的鉴定及其在猪-猕猴异种肾移植体液排斥反应中的作用
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:33 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
相似海外基金
Challenging Classical Theories in Spatial Cognition: Contrasting Translator and Comparator Models of Human Retrosplenial Function
挑战空间认知中的经典理论:对比人类压后功能的翻译模型和比较模型
- 批准号:
10569490 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Development of a Urine Test for At-Home Monitoring of Blood Phe Levels for PKU
开发用于在家监测 PKU 血液 Phe 水平的尿液检测
- 批准号:
10822515 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
The classical complement system in post-traumatic thalamic neuroinflammation
创伤后丘脑神经炎症的经典补体系统
- 批准号:
10537201 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Investigation into the Endogenous Ligand Repertoire of the Non-Classical MHC-Related Protein, MR1 in Multiple Myeloma Cell Lines
多发性骨髓瘤细胞系中非经典 MHC 相关蛋白 MR1 内源配体库的研究
- 批准号:
10557884 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Optomechanical generation of non-classical states and exploration of gravitational decoherence mechanisms
非经典态的光机械生成及引力退相干机制的探索
- 批准号:
567689-2022 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Postdoctoral Fellowships
Fundamental analysis of Quantum sensing using non-classical intensity correlations
使用非经典强度相关性对量子传感进行基础分析
- 批准号:
580740-2022 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Alliance Grants
Therapeutic evaluative conditioning to reduce adolescents' self-injurious thoughts and behaviors during and after psychiatric inpatient hospitalization.
治疗性评估性调节,以减少青少年在精神科住院期间和住院后的自残想法和行为。
- 批准号:
10353109 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Mucosal invariant T cells and their memory potential - how they may be crucial in future tuberculosis vaccine development.
粘膜不变 T 细胞及其记忆潜力 - 它们如何在未来结核病疫苗的开发中发挥至关重要的作用。
- 批准号:
473652 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Fellowship Programs
The empire as a sea - Hadrian and his approach to non-Romans. Being uncertain - diplomatic interatcions in Classical Greece. Republic restored - Honorius as consul of Rome
帝国如海——哈德良和他对非罗马人的态度。
- 批准号:
492972144 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Heisenberg Grants
Investigation into the Endogenous Ligand Repertoire of the Non-Classical MHC-Related Protein, MR1 in Multiple Myeloma Cell Lines
多发性骨髓瘤细胞系中非经典 MHC 相关蛋白 MR1 内源配体库的研究
- 批准号:
10452305 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别: