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Achieving stable fiber coupling of quantum dot telecom C-band single-photons to an SOI photonic device

绝缘体上的硅 光子学 量子点 光电子学 光子 物理 硅光子学 炸薯条 光学 电信 计算机科学
作者
Stephanie Bauer,Dongze Wang,Niklas Hoppe,Cornelius Nawrath,Julius Fischer,Norbert Witz,Mathias Kaschel,Christian Schweikert,Michael Jetter,Simone Luca Portalupi,Manfred Berroth,Peter Michler
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:119 (21) 被引量:10
标识
DOI:10.1063/5.0067749
摘要

The well-established silicon-on-insulator platform is very promising for large-scale integrated photonic and quantum photonic technologies due to the mature manufacturing technology and integration density. Here, we present an efficient and stable fiber-to-chip coupling, which enables the injection of single photons from telecom quantum dots into a silicon-on-insulator photonic chip. Two additional fibers further couple the chip to single-photon detectors. The approach chosen to achieve steady fiber-chip coupling is based on the use of grating couplers steadily packaged with angled single-mode fibers. Using this technique, coupling efficiencies between the fiber and the SOI chip as high as 69.1% per grating coupler (including the taper losses) are reached. The effective interface between the quantum light generated by quantum dots and the silicon components is verified via the measurement of the second-order correlation function using a Hanbury–Brown and Twiss setup. With g(2)(0)=0.051±0.001, it clearly proves the single-photon nature of the injected QD photons. This demonstrates the reliability of the interfacing method and opens the route to employ telecom quantum dots as non-classical light sources with high complexity silicon photonic functionalities.
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