We optimize the efficiency of a quantum-dot-based micropillar single-photon source by minimizing the spontaneous emission into unwanted background modes. We perform a numerical investigation of the background emission, where we identify a semi-periodic enhancement with the diameter. At these peaks of the background emission, the efficiency is reduced by ∼20%, and we show how this reduction can be avoided simply by choosing a diameter away from the peaks. Finally, we analyze the discrepancy between the Purcell factor estimated from experimental lifetime measurements and the true Purcell factor.

1.
J. L.
O'Brien
,
A.
Furusawa
, and
J.
Vučković
,
Nat. Photonics
3
,
687
(
2009
).
2.
J. W.
Pan
,
Z. B.
Chen
,
C. Y.
Lu
,
H.
Weinfurter
,
A.
Zeilinger
, and
M.
Zukowski
,
Rev. Mod. Phys.
84
,
777
(
2012
).
3.
I.
Aharonovich
,
D.
Englund
, and
M.
Toth
,
Nat. Photonics
10
,
631
(
2016
).
4.
N.
Gregersen
,
P.
Kaer
, and
J.
Mørk
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
19
,
9000516
(
2013
).
5.
H.
Wang
,
Y. M.
He
,
T. H.
Chung
,
H.
Hu
,
Y.
Yu
,
S.
Chen
,
X.
Ding
,
M. C.
Chen
,
J.
Qin
,
X.
Yang
 et al.,
Nat. Photonics
13
,
770
(
2019
).
6.
N.
Somaschi
,
V.
Giesz
,
L.
De Santis
,
J. C.
Loredo
,
M. P.
Almeida
,
G.
Hornecker
,
S. L.
Portalupi
,
T.
Grange
,
C.
Antón
,
J.
Demory
 et al.,
Nat. Photonics
10
,
340
(
2016
).
7.
X.
Ding
,
Y.
He
,
Z. C.
Duan
,
N.
Gregersen
,
M. C.
Chen
,
S.
Unsleber
,
S.
Maier
,
C.
Schneider
,
M.
Kamp
,
S.
Höfling
 et al.,
Phys. Rev. Lett.
116
,
020401
(
2016
).
8.
H.
Wang
,
H.
Hu
,
T. H.
Chung
,
J.
Qin
,
X.
Yang
,
J. P.
Li
,
R. Z.
Liu
,
H. S.
Zhong
,
Y. M.
He
,
X.
Ding
 et al.,
Phys. Rev. Lett.
122
,
113602
(
2019
).
9.
J.
Liu
,
R.
Su
,
Y.
Wei
,
B.
Yao
,
S. F. C.
da Silva
,
Y.
Yu
,
J.
Iles-Smith
,
K.
Srinivasan
,
A.
Rastelli
,
J.
Li
 et al.,
Nat. Nanotechnol.
14
,
586
(
2019
).
10.
N.
Tomm
,
A.
Javadi
,
N. O.
Antoniadis
,
D.
Najer
,
M. C.
Löbl
,
A. R.
Korsch
,
R.
Schott
,
S. R.
Valentin
,
A. D.
Wieck
,
A.
Ludwig
 et al.,
Nat. Nanotechnol.
(published online) (
2021
).
11.
W. L.
Barnes
,
G.
Björk
,
J. M.
Gérard
,
P.
Jonsson
,
J. A.
Wasey
,
P. T.
Worthing
, and
V.
Zwiller
,
Eur. Phys. J. D
18
,
197
(
2002
).
12.
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
(
2010
).
13.
J.
Bleuse
,
J.
Claudon
,
M.
Creasey
,
N. S.
Malik
,
J. M.
Gérard
,
I.
Maksymov
,
J. P.
Hugonin
, and
P.
Lalanne
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
103601
(
2011
).
14.
M.
Bayer
,
T. L.
Reinecke
,
F.
Weidner
,
A.
Larionov
,
A.
McDonald
, and
A.
Forchel
,
Phys. Rev. Lett.
86
,
3168
(
2001
).
15.
T.
Jakubczyk
,
H.
Franke
,
T.
Smoleski
,
M.
01ciesiek
,
W.
Pacuski
,
A.
Golnik
,
R.
Schmidt-Grund
,
M.
Grundmann
,
C.
Kruse
,
D.
Hommel
 et al.,
ACS Nano
8
,
9970
(
2014
).
16.
B.-Y.
Wang
,
E. V.
Denning
,
U. M.
Gür
,
C.-Y.
Lu
, and
N.
Gregersen
,
Phys. Rev. B
102
,
125301
(
2020
).
17.
U. M.
Gür
,
S.
Arslanagić
,
M.
Mattes
, and
N.
Gregersen
,
Phys. Rev. E
103
,
033301
(
2021
).
18.
T.
Häyrynen
,
J. R.
de Lasson
, and
N.
Gregersen
,
J. Opt. Soc. Am. A
33
,
1298
(
2016
).
19.
A.
Lavrinenko
,
J.
Lægsgaard
,
N.
Gregersen
,
F.
Schmidt
, and
T.
Søndergaard
,
Numerical Methods in Photonics
(
CRC Press
,
2014
), ISBN: 9781466563889.
20.
L.
Novotny
and
B.
Hecht
,
Principles of Nano-Optics
(
Cambridge University Press
,
2012
).
21.
J.
Liu
,
M. I.
Davanço
,
L.
Sapienza
,
K.
Konthasinghe
,
J. V.
De Miranda Cardoso
,
J. D.
Song
,
A.
Badolato
, and
K.
Srinivasan
,
Rev. Sci. Instrum.
88
,
023116
(
2017
).
22.
Y.-M.
He
,
J.
Liu
,
S.
Maier
,
M.
Emmerling
,
S.
Gerhardt
,
M.
Davanço
,
K.
Srinivasan
,
C.
Schneider
, and
S.
Höfling
,
Optica
4
,
802
(
2017
).
23.
S.
Gehrsitz
,
F. K.
Reinhart
,
C.
Gourgon
,
N.
Herres
,
A.
Vonlanthen
, and
H.
Sigg
,
J. Appl. Phys.
87
,
7825
(
2000
).
24.
A.
Yariv
,
Optical Electronics in Modern Communications
, 5th ed. (
Oxford University Press
,
1997
)
25.
N.
Gregersen
,
S.
Reitzenstein
,
C.
Kistner
,
M.
Strauss
,
C.
Schneider
,
S.
Höfling
,
L.
Worschech
,
A.
Forchel
,
T. R.
Nielsen
,
J.
Mørk
 et al.,
IEEE J. Quantum Electron.
46
,
1470
(
2010
), ISSN 00189197.
26.
G.
Lecamp
,
P.
Lalanne
,
J. P.
Hugonin
, and
J.-M.
Gérard
,
IEEE J. Quantum Electron.
41
,
1323
(
2005
).
27.
C.
Böckler
,
S.
Reitzenstein
,
C.
Kistner
,
R.
Debusmann
,
A.
Löffler
,
T.
Kida
,
S.
Höfling
,
A.
Forchel
,
L.
Grenouillet
,
J.
Claudon
 et al.,
Appl. Phys. Lett.
92
,
091107
(
2008
).
You do not currently have access to this content.