Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm
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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik
Q 59: Quantum Information: Atoms and Ions IV / Photons and Nonclassical Light II
Q 59.4: Gruppenbericht
Freitag, 12. März 2010, 11:15–11:45, E 214
Einzelphotonenquellen auf Basis von Farbzentren in Diamant — •David Steinmetz, Elke Neu, Christian Hepp, Roland Albrecht, Janine Riedrich-Möller und Christoph Becher — Technische Physik, Universität des Saarlandes, D-66123 Saarbrücken
Unter den Realisierungen praktikabler Einzelphotonenquellen für die Quanteninformation sind Farbzentren in Diamant vielversprechende Kandidaten: Als „künstliche Atome“ bieten sie die Vorteile der Langzeit-Stabilität und schmaler Emissionslinien bei Raumtemperatur, sowie die Möglichkeit zur Kopplung an Resonatorstrukturen zur Verbesserung der Emissionseigenschaften.
Wir stellen Untersuchungen an Si- und Ni-basierten Farbzentren vor. Letztere emittieren bei Raumtemperatur bei einer Wellenlänge von 810 nm mit einer Linienbreite von nur ≈2 nm. Dabei werden Sättigungszählraten von 69 kcounts/s erreicht, die Intensitätsautokorrelation bestätigt mit g(2)(0)=0,1 zweifelsfrei einzelne Emitter.
Darüber hinaus diskutieren wir zwei Ansätze zur Kopplung einzelner Farbzentren an Mikro-Resonatoren. Zum einen wurden faserbasierte Fabry-Pérot-Resonatoren aus einem Planspiegel und einer beschichteten, laserprozessierten Faserfacette realisiert, deren Vorteil darin besteht, dass sie durchstimmbar und automatisch fasergekoppelt sind. In einem zweiten Ansatz realisieren wir Mikroresonatoren in diamantbasierten photonischen Kristallen. Mittels eines fokussierten Ionenstrahls (FIB) wird die optimierte Resonatorgeometrie in eine nanokristalline Diamantmembran geätzt. Der gemessene Gütefaktor Q≈100 ist maßgeblich durch die Absorption des Diamantfilms limitiert.