The monolithic integration of single-photon sources, passive optical circuits, and single-photon detectors enables complex and scalable quantum photonic integrated circuits, for application in linear-optics quantum computing and quantum communications. Here, we demonstrate a key component of such a circuit, a waveguide single-photon detector. Our detectors, based on superconducting nanowires on GaAs ridge waveguides, provide high efficiency (∼20%) at telecom wavelengths, high timing accuracy (∼60 ps), and response time in the ns range and are fully compatible with the integration of single-photon sources, passive networks, and modulators.
REFERENCES
1.
N.
Sangouard
, C.
Simon
, J.
Minář
, H.
Zbinden
, H.
de Riedmatten
, and N.
Gisin
, Phys. Rev. A
76
, 050301
–R
(2007
). 2.
N.
Gisin
, S.
Pironio
, and N.
Sangouard
, Phys. Rev. Lett.
105
, 070501
(2010
). 3.
J. L.
O’Brien
, G. J.
Pryde
, A. G.
White
, T. C.
Ralph
, and D.
Branning
, Nature
426
, 264
(2003
). 4.
E.
Knill
, R.
Laflamme
, and G. J.
Milburn
, Nature
409
, 46
(2001
). 5.
A.
Politi
, M. J.
Cryan
, J. G.
Rarity
, S.
Yu
, and J. L.
O’Brien
, Science
320
, 646
(2008
). 6.
G. D.
Marshall
, A.
Politi
, J. C. F.
Matthews
, P.
Dekker
, M.
Ams
, M. J.
Withford
, and J. L.
O’Brien
, Opt. Express
17
, 12546
(2009
). 7.
L.
Sansoni
, F.
Sciarrino
, G.
Vallone
, P.
Mataloni
, A.
Crespi
, R.
Ramponi
, and R.
Osellame
, Phys. Rev. Lett.
105
, 200503
(2010
). 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
, N. K.
Langford
, R. P.
Mirin
, P. G. R.
Smith
, I. A.
Walmsley
, and S. W.
Nam
, e-print arXiv:1107.5557v1 [quantum-ph] (2011
).9.
G. N.
Gol’tsman
, O.
Okunev
, G.
Chulkova
, A.
Lipatov
, A.
Semenov
, K.
Smirnov
, B.
Voronov
, A.
Dzardanov
, C.
Williams
, and R.
Sobolewski
, Appl. Phys. Lett.
79
(6
), 705
(2001
). 10.
V.
Anant
, A. J.
Kerman
, E. A.
Dauler
, J. K. W.
Yang
, K. M.
Rosfjord
, and K. K.
Berggren
, Opt. Express
16
, 10750
(2008
). 11.
A.
Gaggero
, S.
Jahanmiri Nejad
, F.
Marsili
, F.
Mattioli
, R.
Leoni
, D.
Bitauld
, D.
Sahin
, G. J.
Hamhuis
, R.
Nötzel
, R.
Sanjines
, and A.
Fiore
, Appl. Phys. Lett.
97
, 151108
(2010
). 12.
F.
Marsili
, D.
Bitauld
, A.
Gaggero
, S.
Jahanmirinejad
, R.
Leoni
, F.
Mattioli
, and A.
Fiore
, New J. Phys.
11
, 045022
(2009
). 13.
B. E. A.
Saleh
and M. C.
Teich
, “Fundamentals of Photonics”
(Wiley
, New York
, 1991
), chap. 9.14.
X.
Hu
, C. W.
Holzwarth
, D.
Masciarelli
, E. A.
Dauler
, and, K. K.
Berggren
, IEEE Trans. Appl. Supercond.
19
, 336
(2009
). 15.
E. A.
Dauler
, B. S.
Robinson
, A. J.
Kerman
, J. K. W.
Yang
, K.
Rosfjord
, V.
Anant
, B.
Voronov
, G.
Gol’tsman
, and K. K.
Berggren
, IEEE Trans. Appl. Supercond.
17
, 279
(2007
). 16.
A.
Divochiy
, F.
Marsili
, D.
Bitauld
, A.
Gaggero
, R.
Leoni
, F.
Mattioli
, A.
Korneev
, V.
Seleznev
, N.
Kaurova
, O.
Minaeva
, G.
Gol’tsman
, K. G.
Lagoudakis
, M.
Benkhaoul
, F.
Lévy
, and A.
Fiore
, Nature Photon.
2
, 302
(2008
). 17.
W. H. P.
Pernice
, C.
Schuck
, O.
Minaeva
, M.
Li
, G. N.
Gol’tsman
, A. V.
Sergienko
, H. X.
Tang
, e-print arXiv:1108.5299v1 [physics.optics] (2011
).© 2011 American Institute of Physics.
2011
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
