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Europäisches Projekt "Candela: Towards quantum-based photon standards"

13.10.2009



Im Rahmen der iMERA Plus Forschungsinitiative beteiligen sich verschiedene Fachbereiche der PTB zusammen mit Partnern aus 6 europäischen Staatsinstituten am Projekt „Candela: Towards quantum-based photon standards“.
In der Arbeitsgruppe Laserradiometrie geht es um die Entwicklung und Charakterisierung von Einzelphotonenquellen. Ausgehend von Einzelphotonenquellen basierend auf Stickstoff-Fehlstellen-Zentren im Diamant, sog. N/V-Zentren, werden im weiteren Verlauf des Projektes in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich 2.5 „Halbleiter-Physik, Magnetismus“ auch InAs-Halbleiterquantenpunkte in einer GaAs-Matrix untersucht.
Dabei ist es die Aufgabe der Arbeitsgruppe Laserradiometrie die Eigenschaften der Einzelphotonenquellen zu verbessern, d.h. insbesondere die Photonenzählrate und die Reinheit der Emission zu erhöhen, sowie störende Streustrahlung weitestgehend zu eliminieren. Des weiteren ist eine Charakterisierung der spektralen und dynamischen Eigenschaften der Quellen geplant. Das langfristige Ziel der Arbeitsgruppe ist der Einstieg in den Bereich der Radiometrie bei extrem kleinen Leistungen. Letztlich soll damit die Rückführungslücke geschlossen werden, die derzeit zwischen dem Einzelphotonenbereich („Single photon sources“), dem „low-photon“-Bereich („Correlated photon sources“) und dem Pikowatt-Leistungsbereich („Next generation cryogenic radiometers“) existiert.
Mit dem Projekt wird darüber hinaus nicht nur die Grundlage für eine absolute Radiometrie im Leistungsbereich weniger Photonen geschaffen, sondern auch die Basis für Charakterisierung von Quantenquellen für die Quantenkommunikation und die Quantenkryptographie gelegt.

Das Herzstück der Einzelphotonenquelle, der mit N/V-Zentren dotierte Diamant, im Anregungslicht eines Argonionenlasers. Unten links: der Diamant (500 µm × 500 µm) in der Kupferhalterung.

Abb. 1: Das Herzstück der Einzelphotonenquelle, der mit N/V-Zentren dotierte Diamant, im Anregungslicht eines Argonionenlasers. Unten links: der Diamant (500 µm × 500 µm) in der Kupferhalterung.


Ansprechpartner:

 

Name:
Fachbereich:
4.5, Optische Technologien
Arbeitsgruppe:
4.54, Laserradiometrie