Seltene-Erd-basierte Einzelphotonenquellen für die Quantentelekommunikation

Das Projekt zielt auf die Herstellung von Einzelphotonenquellen im Telekom Wellenlängenbereich ab, basierend auf einzelnen seltene Erd Ionen (insbesondere Erbium, Ytterbium) als Emitter, welche mittels Ionen-Implantation präzise in optische Kristalle dotiert werden (bis zu 200nm unter der Oberfläche). Die entscheidenden Vorteile der vorgeschlagenen Einzelphotonenquellen sind deren tatsächliche Einzelphotonenemission, deren Fourier limitierte Linienbreite, sowie die Möglichkeit emittierte Photonen direkt wieder in optischen Medien zu speichern, welche auf seltenen Erden basieren. Die normalerweise geringe Helligkeit von Erbium/Ytterbium Ionen kann hierbei um mehrere Größenordnungen zunehmen, indem diese an optische Resonatoren (angefertigt aus dünnen Lithiumniobat Filmen) mit hohen Gütefaktoren koppeln. Das Verhalten der Einzelphotonenquelle wird anhand ihrer Helligkeit und der Ununterscheidbarkeit der emittierten Photonen mit Hilfe eines Hong-Ou-Mandel Experiments beurteilt.