Fysiker från Paderborn University har utvecklat ett nytt koncept för att generera individuella fotoner - små ljuspartiklar som utgör elektromagnetisk strålning - med skräddarsydda egenskaper, vars kontrollerade manipulation är av grundläggande betydelse för fotonisk kvantteknologi. Resultaten har nu publicerats i tidskriften Nature Communications.

Professor Artur Zrenner, chef för forskningsgruppen "nanostructure optoelectronics", förklarar hur skräddarsydda önskade tillstånd hittills har utgjort en utmaning:"Motsvarande källor är vanligtvis baserade på ljusemissioner från individuella halvledarkvantemitters, som genererar fotonerna. Här är egenskaperna av de emitterade fotonerna definieras av kvantemitterns fasta egenskaper och kan därför inte kontrolleras med full flexibilitet."

För att komma runt problemet har forskarna utvecklat en helt optisk, icke-linjär metod för att skräddarsy och kontrollera enstaka fotonemissioner. Baserat på detta koncept demonstrerar de laserstyrd energiinställning och polarisationskontroll av fotoner (d.v.s. ljusets frekvens och oscillationsriktning för elektromagnetiska vågor).

Professor Stefan Schumacher, en fysiker från Paderborn som också var inblandad i studien, säger att de "skapade en laserkontrollerad nedkonverteringsprocess från ett exciterat tillstånd av halvledarkvantemittern till ett virtuellt mellantillstånd, vilket ledde till en fotonemission ."

Zrenner menar att fynden markerar ett viktigt steg mot skräddarsydd enstaka fotonemission från ett fotoniskt kvantsystem baserat på kvantoptiska principer. + Utforska vidare

Generering av ljus i en foton-tal kvant superposition