摘要: 单光子源是能够稳定地发射单个光子脉冲序列的光学器件,它所发射出的光具有“反聚束”特性,即在一定时间间隔内只包含一个光子。理论上单个二能级体系,都可以通过自发辐射产生单个光子,体现非经典光的反聚束性质。单光子是携带和传输信息的理想载体,因而... 展开 单光子源是能够稳定地发射单个光子脉冲序列的光学器件,它所发射出的光具有“反聚束”特性,即在一定时间间隔内只包含一个光子。理论上单个二能级体系,都可以通过自发辐射产生单个光子,体现非经典光的反聚束性质。单光子是携带和传输信息的理想载体,因而单光子源是实现量子通信、量子密钥传输、量子计算机、量子网络的关键的器件之一。单光子的探测可以利用HBT(Hanbury Brown and Twiss)设计的方法通过光电探测器光谱系统探测光场的二阶关联函数。单光子源的候选物理体系有单原子、单分子、色心、量子点等等。不同的二能级材料结构都可以实现单光子发射,但由于材料不同,所制成的单光子源性能有所不同。如单分子、色心辐射产生的单光子适用于可控光子数发射和量子密码技术。单个冷原子、量子点能产生关联单光子,适用于量子计算的实现。目前,半导体单量子点单光子器件是最易实现和扩展应用的单光子器件。研制微腔耦合量子点结构是实现单光子发射器件、量子信息和量子通信的重要研究课题。 本文在量子点耦合微腔发射单光子源的理论计算上做了一些工作,主要内容如下: 第一,根据量子点发射光谱特性和激子模型,建立半导体量子点耦合微腔系统的单光子发射的量子力学模型。 第二,根据上述模型,研究系统随时间的演化,并用主方程方法,模拟量子点激子跃迁频率与微腔的失谐对微腔出射谱的影响。 第三,分析非经典光辐射的时间域的统计关联性质对实验可调控的脉冲周期的依赖关系。 收起