Источник излучения для квантовой связи в спектральном диапазоне 1300нм

Реализация новых и телекоммуникационно-совместимых оптоэлектронных устройств для оптоволоконных квантовых систем связи является ключевой целью настоящего проекта. Разрабатываемые технические решения связаны с источниками одиночных фотонов на основе одиночных квантовых точек (КТ) с электрическим и оптическим возбуждением, и вертикально-излучающими лазерами (ВИЛ) спектрального диапазона 1.3мкм. Сочетание данных технических решений для реализации высокоэффективного источника одиночных фотонов, резонансно-управляемого инжекционным ВИЛ, с излучением неразличимых фотонов в телекоммуникационном O-диапазоне представляется наиболее важной задачей проекта. Это позволит заложить технологические основы для создания компактных монолитных полупроводниковых источников одиночных фотонов.Структуры с КТ будут выращиваться на поверхности полупроводникового распределенного брэгговского отражателя (РБО), а для формирования оптического микрорезонатора на поверхность структур будет осаждена диэлектрическая многослойная структура. Затем в диэлектрической структуре будет сформирован пространственный рельеф для обеспечения простого и высоко-эффективного (>80%) ввода одиночных фотонов в одномодовые планарные волноводы или стандартное одномодовое оптоволокно. Уникальная in-situ низкотемпературная электронно-пучковая литография будет использована для определения базовых мез микрорезонаторов, чтобы правильно согласовать их с предварительно отобранными одиночными КТ для обеспечения оптимальной работоспособности источников одиночных фотонов. Для резонансного высокоскоростного возбуждения одиночных КТ будут созданы высокоскоростные ВИЛ спектрального диапазона 1.3мкм. Таким образом, технологии изготовления ВИЛ на базе монолитного роста на подложках GaAs и на базе спекания пластин гетероструктур, выращенных на подложках GaAs и InP, будут использованы и протестированы для улучшения рабочих характеристик. Изготовленные структуры будут всесторонне исследованы с помощью квантово-оптических экспериментов, чтобы определить ряд наиболее важных свойств по отношению к предполагаемым применениям, а именно динамика/скорость излучения, эффективность вывода фотонов, чистота однофотонного излучения и неразличимость одиночных фотонов.Синергия взаимодополняющего многолетнего опыта обоих партнеров из России и Германии обеспечивает необходимую основу для успеха настоящего подхода к развитию реальных применений в обработке квантовой информации в телекоммуникационном диапазоне длин волн.