Hamburg 2009 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 55: Poster III

Q 55.6: Poster

Donnerstag, 5. März 2009, 16:30–19:00, VMP 8 Foyer

Metrologie für Einzelphotonenquellen und -detektoren — •Waldemar Schmunk, Silke Peters, Helmuth Hofer und Stefan Kück — Physikalisch-Technische Bundesanstalt, 38116 Braunschweig, Fachbereich Optische Technologien

Der Einsatz von Einzelphotonenquellen und Detektoren mit wohldefinierten Eigenschaften gewinnt im Bereich der Quantenoptik und der Quantenkryptographie zunehmend an Bedeutung. Dabei ist es notwendig, eine metrologische Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Quellen (z.B. Spektrum, Photonenstatistik, Emissionsrate) und Detektoren zu schaffen (z.B. Quanteneffizienz, spektrales Verhalten). Ziel ist es letztlich, allgemeine Standards für Quellen und Detektoren zu erhalten.

In einem ersten Schritt werden N/V-Zentren, die durch Ausbildung von Fehlstellen im Diamantgitter entstehen als Einzelphotonenquellen verwendet. Diese werden optisch bei 532 nm angeregt und ihre Fluoreszenz im nahen infraroten Spektralbereich mittels konfokaler Mikroskopie detektiert. Dies gewährleistet, dass innerhalb des Anregungsvolumens nur ein einziges Zentrum erfasst wird. Zur Charakterisierung dient ein Hanbury-Brown-Twiss Aufbau mit zwei Si-Avalanche-Photodioden und einem Koinzidenzzähler. Aus der gemessenen Koinzidenzverteilung wird die Korrelationsfunktion zweiter Ordnung bestimmt, die ein Maß für die Güte der Einzelphotonenquelle darstellt. Mittels solcher Einzelphotonenquellen können nun Detektoren bezüglich ihrer Quanteneffizienz untereinander kalibriert werden. Das Messunsicherheitsbudget für eine solche Kalibrierung wird ebenfalls vorgestellt und diskutiert.