Fluorescencia de resonancia y fotones indistinguibles de un centro B impulsado coherentemente en hBN

Área de la Ciencia:

• Los emisores cuánticos de estado sólido.
• La fotónica cuántica es la fotónica cuántica.
• Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Los defectos ópticamente activos en el nitruro de boro hexagonal (hBN) son atractivos emisores de un solo fotón debido a sus propiedades fotofísicas y capacidades de integración.
• Los centros B en hBN ofrecen anchos de línea estrechos, dispersión de longitud de onda baja y posicionamiento controlable, lo que los hace ideales para la fotónica cuántica integrada.
• Las limitaciones anteriores incluían la excitación / detección no resonante debido a las dificultades para rechazar la luz láser reflejada hacia atrás, lo que dificultaba la explotación de su coherencia.

Objetivo del estudio:

• Para implementar la excitación por resonancia y la detección de los centros B en hBN.
• Para superar el desafío del rechazo de la luz láser para protocolos cuánticos mejorados.
• Demostrar el potencial de estos emisores para aplicaciones integradas de información cuántica.

Principales métodos:

• Integración de emisores de ancho de línea estrecha en una estructura híbrida dieléctrica-metálica.
• Implementación de la técnica de rechazo láser de polarización cruzada.
• Observación de fotones resonantemente dispersos y firmas de coherencia óptica.

Principales resultados:

• Observación exitosa de fotones resonantemente dispersos desde los centros B en hBN.
• Firmas experimentales de coherencia óptica, incluido el triplete de Mollow (régimen cw) y la interferencia de Hong-Ou-Mandel (régimen pulsado).
• Se midieron visibilidades altas de interferencia de dos fotones (0,93 y 0,92) para dos emisores, confirmando su coherencia cuántica.

Conclusiones:

• El método de rechazo láser de polarización cruzada desarrollado permite la excitación por resonancia y la detección de los centros B en hBN.
• Estos resultados ponen de relieve el potencial significativo de los centros B en hBN como emisores cuánticos robustos para el procesamiento integrado de información cuántica.
• Las propiedades de coherencia demostradas allanan el camino para protocolos cuánticos avanzados que utilizan estos emisores de estado sólido.