量子发射器与光子晶体波导的近完美耦合效率

高效耦合至纳米光子波导的量子发射器是实现单光子晶体管、基于巨大单光子非线性的量子逻辑门和高比特率确定性单光子源的有前景的系统。这类设备的主要性能指标是β因子，即发射的单光子被引导到所需波导模式的概率。我们报道了量子点与光子晶体波导耦合的实验结果，β=98.43%±0.04%，对应于单发射器的合作性η=62.7±1.5。这构成了一个几乎理想的光子-物质界面，其中量子点有效地作为一个一维“人工”原子，因为它几乎只与一个传播光学模式相互作用。β因子对量子点的位置和发射波长的变化表现出显著的稳健性。我们的工作展示了光子晶体波导在高效单光子产生和芯片上的光子-光子相互作用中的非凡潜力。