Физики экспериментально продемонстрировали связь между антигруппировкой одиночных фотонов и некогерентной составляющей излучения квантовой точки. Для этого они изучали спектры излучения источника одиночных фотонов и следили за их антигруппировкой при использовании разных спектральных фильтров в эксперименте Хэнбери Брауна — Твисса.

Работа принята к печати в Physical Review Letters, препринт доступен на arXiv.org.

Источники одиночных фотонов на квантовых точках интересны не только применением в квантовой оптике и квантовых вычислениях, но и как отдельный объект для исследований. Квантовая точка — это двухуровневая система, в которой электрон может переходить с нижнего уровня на верхний и обратно с поглощением или испусканием фотона.

Для того, чтобы квантовая точка могла излучать фотоны, необходимо перевести электрон с нижнего уровня на верхний. Чаще всего квантовые точки накачивают тоже фотонами, для чего используют лазерное излучение. В зависимости от мощности и спектральных характеристик накачки можно наблюдать разные режимы генерации излучения от квантовых точек.

Явление антигруппировки помогает удостовериться в том, что квантовая точка генерирует одиночные фотоны. Излучение одиночных фотонов отличается от когерентного излучение тем, что во втором случае фотоны могут лететь не только по одному, но и группами. Это легко проверить, если разделить пучок на света на светоделителе и измерять время прихода фотонов в каждом плече с помощью одноофтонных детекторов.

В случае антигруппировки, одиночный фотон, который приходит на светоделитель, пойдет либо в одно плечо схемы, либо в другое. То есть детекторы всегда будут кликать по очереди и никогда не кликнут одновременно. Если в такой схеме фотоны приходят одновременно, то это значит, что изначально они рождались группами, а не отдельно каждый. Такой эксперимент называется экспериментом Хэнбери Брауна — Твисса и нужен для проверки однофотонных источников.

Группа ученых из Мюнхенского технологического университета, шведского Королевского технологического института, Российского квантового центра и ряда других организаций под руководством Клауса Йонса (Klaus Jöns) экспериментально показала связь антигруппировки фотонов с наличием нерезонансного излучения и изучила эволюцию генерируемого квантовой точкой состояния в зависимости от мощности накачки.