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Accueil du site > Séminaires > 2011 > Seminar March 28, 2011

Séminaire 28 Mars 2011

Sources semiconductrices intégrées d’états à deux photons à température ambiante

Sara DUCCI (Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques - UMR 7162 Université Paris Diderot et CNRS)

Dans les dernières années, beaucoup de travaux ont été consacrés à la miniaturisation de technologies pour l’information quantique sur des puces semiconductrices. Dans ce contexte l’utilisation de la fluorescence paramétrique dans des guides d’onde en AlGaAs pour fabriquer des sources intégrées de photons intriqués présente plusieurs avantages : forte susceptibilité nonlinéaire et techniques de croissance et processes bien maîtrisés, fonctionnement à température ambiante et directionnalité de l’émission. Les développements récents en théorie quantique de l’information ont soulevé un intérêt croissant vers des états généralisés de corrélations en fréquence : états corrélés, anti-corrélés, non corrélés. Dans ce contexte, le processus de conversion paramétrique en configuration de pompe transverse avec signal et complémentaire contrapropageants [1] est un moyen versatile pour façonner les propriétés de la paire de photons générés [2], [3]. A partir d’une étude comparative de divers dispositifs basés sur l’utilisation de microcavités [4], nous avons démontré une source de photons jumeaux contrapropageants fonctionnant à température ambiante et aux longueurs d’onde télécom avec une efficacité de 10-11 pairs/photons de pompe et une largeur spectrale de 0,3 nm pour un échantillon de 1mm. L’indiscernabilité entre deux photons d’une paire est démontrée via une expérience de Hong-Ou-Mandel qui montre une visibilité de 85% [5]. Plusieurs caractéristiques de ces dispositifs seront discutés, comme la génération directe d’états de Bell intriqués en polarisation ou le contrôle du degré de corrélation en fréquence via un choix approprié du profil spatial et spectral de la pompe. Je présenterai aussi d’autres géométries d’accord de phase qui se prêtent plus facilement à la fabrication de dispositifs à pompage électrique. Ces travaux ouvrent la voie vers de nouveaux dispositifs photoniques intégrés pour l’information quantique.

[1] L. Lanco, S. Ducci, J.-P. Likforman, X. Marcadet, J. A.W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, “Semiconductor Waveguide Source of Counterpropagating Twin Photons,” Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).

[2] Z. D. Walton, M. C. Booth, A. V. Sergienko, B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, “Controllable frequency entanglement via auto-phasematched spontaneous parametric down-conversion,” Phys. Rev. A 67, 053810 (2003).

[3] Z. D. Walton, A. V. Sergienko, B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, “Generation of polarization-entangled photon pairs with arbitrary joint spectrum,” Phys. Rev. A 70, 052317 (2004).

[4] X. Caillet, A. Orieux, A. Lemaître, P. Filloux, I. Favero, G. Leo, and S. Ducci, "Two-photon interference with a semiconductor integrated source at room temperature," Opt. Express 18, 9967 (2010).

[5] A. Orieux, X. Caillet, A. Lemaître, P. Filloux, I. Favero, G. Leo and S. Ducci, “Efficient parametric generation of counterpropagating two-photon states ,” JOSA B. 28, 45 (2011).