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量子ドットとフォトニック結晶を用いた量子光回路に関する研究

利用量子点和光子晶体的量子光学电路研究

基本信息

批准号：
10J08811
负责人：
太田泰友
金额：
$ 0.45万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

集積性は、量子コンピュータなどに代表される大規模な量子回路を構築する際に必須と考えられる要素である。自己形成量子ドットを基盤とした系は、半導体加工技術を駆使することで高い集積性を実現可能であり、非常に有望である。しかし、量子ドットは空間的、周波数的ばらつきを有し、設計通りの光回路系を構築することが難しい。そこで本研究では、空間位置・共振周波数を調整可能な高Q値フォトニック結晶ナノ共振器を、オンデマンドで且つ、In-situで作製可能な手法提案している。そのような共振器が実現出来れば、必要な量子ドットに対して位置・周波数を調整した共振器を結合させ、共振器-量子ドット-光導波路系からなる所望の量子光回路を構築することができると期待される。今年度は、上述の課題において最も重要な、オンデマンド高Q値フォトニック結晶ナノ共振器の設計、作製、そして量子ドットとの結合状態の観測を試みた。そして低温化において共振器の形成を確認し、その振る舞いについて分析を行った。まず、GaAsフォトニック結晶導波路上に光誘起屈折率変化が可能なカルコゲナイドガラスを装荷した場合を想定し、微小な屈折率変化によりどのような共振器が形成されるか調べた。時間領域有限差分法を用いた計算により、屈折率0.03の変化を与えた場合、Q値約700万、モード体積0.05μm3の共振器が形成可能なことを明らかにした。次に、電子線描画リソグラフィー等によって前述の構造を実際に作製し、低温顕微分光実験を行った。レーザー(633nm,直径2um)照射による屈折率変化を与え、そのフォトルミネッセンススペクトラムを観測した。レーザー照射後には狙い通り、共振器由来の2つのピークが観測されていることが分かった。これは量子ドットからの発光が共振器と結合してから外部に放出された結果と考えられる。共振器のQ値は共に8000程度であった。

The combination of active and quantum data sets represents the need to improve the performance of large scale quantum circuits. It is possible and hopeful that we have formed our own quantum equipment system and semi-solid processing technology to make it possible and hopeful for the high-level integration of the system. The optical system of the optical loop system, the optical loop system and the optical loop system. In this study, it is possible to adjust the cycle number of resonant waves in the space position. It is possible to improve the performance of the resonator, the resonator, the In-situ, and so on. It is necessary to detect the frequency of the resonator, the position wave number of the resonator, the combination of the resonator, the resonator, the optical guided wave system, the quantum optical circuit, the resonator, the resonator. This year, this year, the above project is the most important, high-Q high-Q high-voltage high-performance high-quality high-performance high-quality high-quality equipment. The resonator forms a confirmation, a vibrating dance, an analysis line. It is possible to determine the refractive rate of the laser on the surface of the wave by measuring the refractive rate of the laser on the surface of the wave. it is possible to change the refractive rate of the resonator to form a resonator. The finite difference method in time domain is used to calculate the temperature, the discount rate is 0.03, the temperature is about 7 million, and the resonator is about 0.05 μ m ~ 3. It is possible to form a resonator. Sub-station, cable drawing, thermal transmission, etc., are related to the above-mentioned equipment, such as the production of international equipment, and the operation of low temperature differential optical equipment. The 633nm (diameter 2um) is used to irradiate the rate of refraction. After exposure to radiation, the source of the resonator is different from that of the resonator. In this paper, the combination of the optical resonator and the external resonator is used to emit the optical resonator. The resonator "Q" is 8000 in total.