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単一もつれ光子対－電子対変換における量子相関保存の実証

单纠缠光子对-电子对转换中量子相关守恒的演示

基本信息

批准号：
16J03037
负责人：
黒山和幸
金额：
$ 1.79万
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：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

GaAs量子ドットを用いて、単一の偏光もつれ光子対から光子-電子対の生成を行い、それらの間に偏光とスピンの相関を形成できるかを検証する実験に取り組んだ。そのための技術的な課題として、1.もつれ光源の改善および2.量子ドットにおける光電子生成効率の改善を試みた。1つ目の課題では、もつれ光子のファイバー結合効率を向上させることを試みた。私たちは、Type-II BBO結晶の自発パラメトリック下方変換(SPDC)を使用するが、この手法では結晶中で発生したもつれ光子が球面状に広がって伝搬する。そのため、結晶から離れた場所に配置されたファイバーでは、小さな立体角の中に飛来した光子しか結合できない。そこで、結晶の背後にレンズを導入することにより、もつれ光子をコリメートし効率よくファイバーへ運ぶことに成功した。さらに、結晶の励起光のビーム形状や結晶中への集束のさせ方が、もつれ光子の生成効率や空間モードに大きな影響を与えることが知られている。これらの改良を行った結果、約3~4倍のもつれ光子の検出レートを実現した。2つ目の課題は、入射光子のビーム径が量子ドットのサイズよりも10~100倍程度大きいことにより、ほとんどの光子がドットへ照射されていないことが大きな原因である。そこで、入射光子をドットへ集束させる前に、ビームエクスパンダ-によって予めビーム径を大きくしておくことで、ビームの集束径を小さくすることを試みた。それにより、ドット近傍でのビーム径は以前の1/5程度に小さくすることに成功した。これらの改良を踏まえた上で、単一のもつれ光子対から光子-電子対の生成を行いそれらの偏光-スピン相関を検証する実験を試みた。上記の効率の改善を行ったにもかかわらず、未だに相関を議論するのに十分な光子-電子対を得ることができていないが、予想される相関を持った光子-電子対を実時間検出することに成功した。

GaAs quantum devices are used in applications, single polarization devices, photon pairs, photon-electron pairs, and correlation devices. 1. Improving the efficiency of photoelectron generation in quantum field 1. The problem of combining photon with efficiency is to try it out. The self-evolution of Type-II BBO crystals using SPDC is a technique for the generation of photons in crystals with spherical shapes. The crystal is separated from the site, and the photon is combined with the solid angle. The crystal behind the film is the first film to be produced. In addition, the crystal excitation light shape, the crystal cluster, the photon generation efficiency, the space, the influence, and the influence of the crystal excitation light. The result of this improvement is about 3~4 times that of photon detection. 2. The problem is that the diameter of the incident photon is 10~100 times larger than that of the incident photon. For example, when the incident photon is collected, the incident photon is collected before the incident photon is collected. The size of the file is 1/5 smaller than before. This is an improvement on photon pair generation and polarization-correlation. In addition, the improvement of the efficiency of the system can be achieved by improving the efficiency of the system and improving the efficiency of the system.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Two electron spin dynamics in a double quantum dot driven by a phonon source

由声子源驱动的双量子点中的两个电子自旋动力学

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Kuroyama;S. Matsuo;J. Muramoto;S. R. Valentin;A. Ludwig;A. D. Wieck;Y. Tokura and S. Tarucha
通讯作者：
Y. Tokura and S. Tarucha

GaAs横型二重量子ドットにおけるスピン三重項を介した単一電子のトンネル現象の実時間観測

GaAs横向双量子点中自旋三重态单电子隧道效应的实时观察