Fundamental to integrated photonic quantum computing is an on-chip method for routing and modulating quantum light emission. We demonstrate a hybrid integration platform consisting of arbitrarily designed waveguide circuits and single-photon sources. InAs quantum dots (QD) embedded in GaAs are bonded to a SiON waveguide chip such that the QD emission is coupled to the waveguide mode. The waveguides are SiON core embedded in a SiO2 cladding. A tuneable Mach Zehnder interferometer (MZI) modulates the emission between two output ports and can act as a path-encoded qubit preparation device. The single-photon nature of the emission was verified using the on-chip MZI as a beamsplitter in a Hanbury Brown and Twiss measurement.
References
1.
E.
Knill
, R.
Laflamme
, and G. J.
Milburn
, Nature
409
, 46
–52
(2001
).2.
J. L.
O'Brien
, G. J.
Pryde
, A. G.
White
, T. C.
Ralph
, and D.
Branning
, Nature
426
, 264
–267
(2003
).3.
J.
Carolan
, C.
Harrold
, C.
Sparrow
, E.
Martn-Lpez
, N. J.
Russell
, J. W.
Silverstone
, P. J.
Shadbolt
, N.
Matsuda
, M.
Oguma
, M.
Itoh
, G. D.
Marshall
, M. G.
Thompson
, J. C. F.
Matthews
, T.
Hashimoto
, J. L.
OBrien
, and A.
Laing
, Science
349
, 711
–716
(2015
).4.
A.
Politi
, J. C.
Matthews
, M. G.
Thompson
, and J. L.
O'Brien
, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
15
, 1673
–1684
(2009
).5.
J.
Wang
, A.
Santamato
, P.
Jiang
, D.
Bonneau
, E.
Engin
, J. W.
Silverstone
, M.
Lermer
, J.
Beetz
, M.
Kamp
, S.
Höfling
et al., Opt. Commun.
327
, 49
–55
(2014
).6.
Y.
Zhang
, L.
McKnight
, E.
Engin
, I. M.
Watson
, M. J.
Cryan
, E.
Gu
, M. G.
Thompson
, S.
Calvez
, J. L.
O'Brien
, and M. D.
Dawson
, Appl. Phys. Lett.
99
, 161119
(2011
).7.
A.
Politi
, M. J.
Cryan
, J. G.
Rarity
, S.
Yu
, and J. L.
O'Brien
, Science
320
, 646
–649
(2008
).8.
T.
Gerrits
, N.
Thomas-Peter
, J. C.
Gates
, A. E.
Lita
, B. J.
Metcalf
, B.
Calkins
, N. A.
Tomlin
, A. E.
Fox
, A. L.
Linares
, J. B.
Spring
et al., Phys. Rev. A
84
, 060301
(2011
).9.
R. H.
Hadfield
, Nat. Photonics
3
, 696
–705
(2009
).10.
A. J.
Bennett
, D. C.
Unitt
, P.
Atkinson
, D. A.
Ritchie
, and A. J.
Shields
, Opt. Express
13
, 50
–55
(2005
).11.
Y.-M.
He
, Y.
He
, Y.-J.
Wei
, D.
Wu
, M.
Atatüre
, C.
Schneider
, S.
Höfling
, M.
Kamp
, C.-Y.
Lu
, and J.-W.
Pan
, Nat. Nanotechnol.
8
, 213
–217
(2013
).12.
R.
Stevenson
, C.
Salter
, J.
Nilsson
, A.
Bennett
, M.
Ward
, I.
Farrer
, D.
Ritchie
, and A.
Shields
, Phys. Rev. Lett.
108
, 040503
(2012
).13.
G.
Juska
, V.
Dimastrodonato
, L. O.
Mereni
, A.
Gocalinska
, and E.
Pelucchi
, Nat. Photonics
7
, 527
–531
(2013
).14.
A.
Schwagmann
, S.
Kalliakos
, I.
Farrer
, J. P.
Griffiths
, G. A.
Jones
, D. A.
Ritchie
, and A. J.
Shields
, Appl. Phys. Lett.
99
, 261108
(2011
).15.
M.
Arcari
, I.
Söllner
, A.
Javadi
, S. L.
Hansen
, S.
Mahmoodian
, J.
Liu
, H.
Thyrrestrup
, E. H.
Lee
, J. D.
Song
, S.
Stobbe
et al., Phys. Rev. Lett.
113
, 093603
(2014
).16.
S.
Kalliakos
, Y.
Brody
, A.
Schwagmann
, A. J.
Bennett
, M. B.
Ward
, D. J.
Ellis
, J.
Skiba-Szymanska
, I.
Farrer
, J. P.
Griffiths
, G. A.
Jones
et al., Appl. Phys. Lett.
104
, 221109
(2014
).17.
G.
Reithmaier
, S.
Lichtmannecker
, T.
Reichert
, P.
Hasch
, K.
Müller
, M.
Bichler
, R.
Gross
, and J. J.
Finley
, Sci. Rep.
3
, 1901
(2013
).18.
N.
Prtljaga
, R.
Coles
, J.
O'Hara
, B.
Royall
, E.
Clarke
, A.
Fox
, and M.
Skolnick
, Appl. Phys. Lett.
104
, 231107
(2014
).19.
K. D.
Jöns
, U.
Rengstl
, M.
Oster
, F.
Hargart
, M.
Heldmaier
, S.
Bounouar
, S. M.
Ulrich
, M.
Jetter
, and P.
Michler
, J. Phys. D: Appl. Phys.
48
(8
), 085101
(2015
).20.
T.
Meany
, L. A.
Ngah
, M. J.
Collins
, A. S.
Clark
, R. J.
Williams
, B. J.
Eggleton
, M.
Steel
, M. J.
Withford
, O.
Alibart
, and S.
Tanzilli
, Laser Photonics Rev.
8
, L42
–L46
(2014
).21.
J.
Claudon
, J.
Bleuse
, N. S.
Malik
, M.
Bazin
, P.
Jaffrennou
, N.
Gregersen
, C.
Sauvan
, P.
Lalanne
, and J.-M.
Gérard
, Nat. Photonics
4
, 174
–177
(2010
).22.
M.
Munsch
, N. S.
Malik
, E.
Dupuy
, A.
Delga
, J.
Bleuse
, J.-M.
Gérard
, J.
Claudon
, N.
Gregersen
, and J.
Mørk
, Phys. Rev. Lett.
110
, 177402
(2013
).23.
A. F.
Oskooi
, D.
Roundy
, M.
Ibanescu
, P.
Bermel
, J. D.
Joannopoulos
, and S. G.
Johnson
, Comput. Phys. Commun.
181
, 687
–702
(2010
).24.
V. A.
Mandelshtam
and H. S.
Taylor
, J. Chem. Phys.
107
, 6756
–6769
(1997
).25.
M.
Grundmann
and D.
Bimberg
, Phys. Rev. B
55
, 9740
(1997
).26.
M.
Bayer
, G.
Ortner
, O.
Stern
, A.
Kuther
, A.
Gorbunov
, A.
Forchel
, P.
Hawrylak
, S.
Fafard
, K.
Hinzer
, T.
Reinecke
et al., Phys. Rev. B
65
, 195315
(2002
).27.
D.
Gammon
, E.
Snow
, B.
Shanabrook
, D.
Katzer
, and D.
Park
, Phys. Rev. Lett.
76
, 3005
(1996
).28.
N. C.
Harris
, G. R.
Steinbrecher
, J.
Mower
, Y.
Lahini
, M.
Prabhu
, T.
Baehr-Jones
, M.
Hochberg
, S.
Lloyd
, and D.
Englund
, preprint arXiv:1507.03406.29.
J. C.
Matthews
, A.
Politi
, A.
Stefanov
, and J. L.
O'Brien
, Nat. Photonics
3
, 346
–350
(2009
).30.
A.
Jamil
, J.
Skiba-Szymanska
, S.
Kalliakos
, A.
Schwagmann
, M. B.
Ward
, Y.
Brody
, D. J.
Ellis
, I.
Farrer
, J. P.
Griffiths
, G. A.
Jones
et al., Appl. Phys. Lett.
104
, 101108
(2014
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
