Kroh, Tim und Wolters, Janik und Ahlrichs, Andreas und Schell, Andreas W. und Thoma, Alexander und Reitzenstein, Stephan und Wildmann, Johannes S. und Zallo, Eugenio und Trotta, Rinaldo und Rastelli, Armando und Schmidt, Oliver G. und Benson, Oliver (2019) Slow and fast single photons from a quantum dot interacting with the excited state hyperfine structure of the Cesium D1-line. Scientific Reports, 9 (13728). Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41598-019-50062-x. ISSN 2045-2322.
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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-50062-x
Kurzfassung
Hybrid interfaces between distinct quantum systems play a major role in the implementation of quantum networks. Quantum states have to be stored in memories to synchronize the photon arrival times for entanglement swapping by projective measurements in quantum repeaters or for entanglement purification. Here, we analyze the distortion of a single-photon wave packet propagating through a dispersive and absorptive medium with high spectral resolution. Single photons are generated from a single In(Ga)As quantum dot with its excitonic transition precisely set relative to the Cesium D1 transition. The delay of spectral components of the single-photon wave packet with almost Fourier-limited width is investigated in detail with a 200 MHz narrow-band monolithic Fabry-Pérot resonator. Reflecting the excited state hyperfine structure of Cesium, “slow light” and “fast light” behavior is observed. As a step towards room-temperature alkali vapor memories, quantum dot photons are delayed for 5 ns by strong dispersion between the two 1.17 GHz hyperfine-split excited state transitions. Based on optical pumping on the hyperfine-split ground states, we propose a simple, all-optically controllable delay for synchronization of heralded narrow-band photons in a quantum network.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/132988/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Slow and fast single photons from a quantum dot interacting with the excited state hyperfine structure of the Cesium D1-line | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 5 September 2019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | Scientific Reports | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1038/s41598-019-50062-x | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | Nature Publishing Group | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2045-2322 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | slow light, single photons, quantum dots, atomic vapor cells | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Technik für Raumfahrtsysteme | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | R SY - Technik für Raumfahrtsysteme | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Detektoren für optische Instrumente (alt) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Optische Sensorsysteme > Terahertz- und Laserspektroskopie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Wolters, Janik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 27 Okt 2020 08:21 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 18 Dez 2020 15:40 |
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