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.
References
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
).© 2021 Author(s).
2021
Author(s)
You do not currently have access to this content.
