Abstract

We propose an efficient hyperentanglement source emitting photon pairs entangled in both energy and polarization. The compact electrically driven room-temperature source, based on intersubband two-photon emission from semiconductor quantum wells (QWs) exhibits pair generation rates several orders of magnitude higher than alternative conventional schemes. A theoretical formalism is derived for the calculation of photon pair generation spectra and rates. The results are presented for superlattice structures similar to quantum cascade lasers of GaAsAlGaAs QWs emitting in the mid-IR and far-IR and for InNAlN QW structures suitable for telecommunication wavelengths.

© 2008 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. Kumar, P. Kwiat, A. Migdall, S. Nam, J. Vuckovic, and F. N. C. Wong, Quantum Inf. Process. 3, 215 (2004).
    [CrossRef]
  2. J. S. Bell, Physics (Long Island City, N.Y.) 1, 195 (1964).
  3. T. B. Pittman and J. D. Franson, Phys. Rev. Lett. 90, 240401 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. T.-C. Wei, J. T. Barreiro, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. A 75, 060305(R) (2007).
    [CrossRef]
  5. S. P. Walborn, S. Pádua, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 68, 042313 (2003).
    [CrossRef]
  6. N. K. Langford, T. J. Weinhold, R. Prevedel, A. Gilchrist, J. L. O'Brien, G. J. Pryde, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 95, 210504 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. M. W. Mitchell, J. S. Lundeen, and A. M. Steinberg, Nature 429, 161 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. A. B. U'Ren, R. K. Erdmann, M. de la Cruz-Gutierrez, and I. A. Walmsley, Phys. Rev. Lett. 97, 223602 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. L. Lanco, S. Ducci, J. P. Likforman, X. Marcadet, J. A. W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. G. Klemens, C.-H. Chen, and Y. Fainman, Opt. Express 13, 9388 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. K. Banaszek, A. B. U'Ren, and I. A. Walmsley, Opt. Lett. 26, 1367 (2001).
    [CrossRef]
  12. X. Li, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, Phys. Rev. Lett. 94, 053601 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. J. Fan and A. Migdall, Opt. Express 15, 2915 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. C. Liang, K. F. Lee, M. Medic, P. Kumar, R. H. Hadfield, and S. W. Nam, Opt. Express 15, 1322 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. J. Fan, A. Migdall, and L. J. Wang, Opt. Lett. 30, 3368 (2005).
    [CrossRef]
  16. N. Akopian, N. H. Linder, E. Poem, Y. Berlatzky, J. Avron, D. Gershoni, B. D. Geradot, and P. M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 96, 130501 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. R. M. Stevenson, R. J. Young, P. Atkinson, K. Cooper, D. A. Ritchie, and A. J. Shields, Nature 439, 179 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Phys. Rev. B 76, 035339 (2007).
    [CrossRef]
  19. A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Nat. Photonics 2, 238 (2008).
    [CrossRef]
  20. E. Rosencher, J. Appl. Phys. 73, 1909 (1993).
    [CrossRef]
  21. H. C. Liu, M. Buchanan, and Z. R. Wasilewski, Appl. Phys. Lett. 72, 1682 (1998).
    [CrossRef]
  22. J. D. Franson, Phys. Rev. Lett. 62, 2205 (1989).
    [CrossRef] [PubMed]
  23. N. G. Basov, A. Z. Grasiuk, V. F. Efimov, I. G. Zubarev, V. A. Katulin, and Ju. M. Popov, J. Phys. Soc. Jpn. 21, 277 (1966).
  24. C. C. Lee and H. Y. Fan, Phys. Rev. B 9, 3502 (1974).
    [CrossRef]
  25. E. West, Appl. Phys. Lett. 46, 1156 (1985).
    [CrossRef]
  26. S. L. Chuang, Physics of Optoelectronic Devices (Wiley-Interscience, 1995).
  27. S. Pascarelli, F. Boscherini, C. Lamberti, and S. Mobilio, Phys. Rev. B 56, 1936 (1997).
    [CrossRef]
  28. M. E. Levinshtein, S. L. Rumyantsev, and M. Shur, eds., Handbook Series on Semiconductor Parameters (World Scientific, 1996).
    [CrossRef]
  29. J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  30. D. A. Carder, L. R. Wilson, R. P. Green, J. W. Cockburn, M. Hopkinson, M. J. Steer, R. Airey, and G. Hill, Appl. Phys. Lett. 82, 3409 (2003).
    [CrossRef]
  31. M. Pelton, P. Marsden, D. Ljunggren, M. Tengner, A. Karlsson, A. Fragemann, C. Canalias, and F. Laurell, Opt. Express 12, 3573 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  32. B. Monemar and G. Pozina, Prog. Quantum Electron. 24, 239 (2000).
    [CrossRef]
  33. O. Kuzucu and F. N. C. Wong, Phys. Rev. A 77, 032314 (2008).
    [CrossRef]
  34. E. Berkowicz, D. Gershoni, G. Bahir, A. C. Abare, S. P. DenBaars, and L. A. Coldren, Phys. Status Solidi B 216, 291 (1999).
    [CrossRef]

2008 (2)

A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Nat. Photonics 2, 238 (2008).
[CrossRef]

O. Kuzucu and F. N. C. Wong, Phys. Rev. A 77, 032314 (2008).
[CrossRef]

2007 (4)

C. Liang, K. F. Lee, M. Medic, P. Kumar, R. H. Hadfield, and S. W. Nam, Opt. Express 15, 1322 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

J. Fan and A. Migdall, Opt. Express 15, 2915 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Phys. Rev. B 76, 035339 (2007).
[CrossRef]

T.-C. Wei, J. T. Barreiro, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. A 75, 060305(R) (2007).
[CrossRef]

2006 (4)

A. B. U'Ren, R. K. Erdmann, M. de la Cruz-Gutierrez, and I. A. Walmsley, Phys. Rev. Lett. 97, 223602 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

L. Lanco, S. Ducci, J. P. Likforman, X. Marcadet, J. A. W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

N. Akopian, N. H. Linder, E. Poem, Y. Berlatzky, J. Avron, D. Gershoni, B. D. Geradot, and P. M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 96, 130501 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

R. M. Stevenson, R. J. Young, P. Atkinson, K. Cooper, D. A. Ritchie, and A. J. Shields, Nature 439, 179 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

2005 (4)

N. K. Langford, T. J. Weinhold, R. Prevedel, A. Gilchrist, J. L. O'Brien, G. J. Pryde, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 95, 210504 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

G. Klemens, C.-H. Chen, and Y. Fainman, Opt. Express 13, 9388 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

J. Fan, A. Migdall, and L. J. Wang, Opt. Lett. 30, 3368 (2005).
[CrossRef]

X. Li, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, Phys. Rev. Lett. 94, 053601 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

2004 (3)

M. Pelton, P. Marsden, D. Ljunggren, M. Tengner, A. Karlsson, A. Fragemann, C. Canalias, and F. Laurell, Opt. Express 12, 3573 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

M. W. Mitchell, J. S. Lundeen, and A. M. Steinberg, Nature 429, 161 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

P. Kumar, P. Kwiat, A. Migdall, S. Nam, J. Vuckovic, and F. N. C. Wong, Quantum Inf. Process. 3, 215 (2004).
[CrossRef]

2003 (3)

S. P. Walborn, S. Pádua, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 68, 042313 (2003).
[CrossRef]

T. B. Pittman and J. D. Franson, Phys. Rev. Lett. 90, 240401 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Carder, L. R. Wilson, R. P. Green, J. W. Cockburn, M. Hopkinson, M. J. Steer, R. Airey, and G. Hill, Appl. Phys. Lett. 82, 3409 (2003).
[CrossRef]

2001 (1)

2000 (1)

B. Monemar and G. Pozina, Prog. Quantum Electron. 24, 239 (2000).
[CrossRef]

1999 (1)

E. Berkowicz, D. Gershoni, G. Bahir, A. C. Abare, S. P. DenBaars, and L. A. Coldren, Phys. Status Solidi B 216, 291 (1999).
[CrossRef]

1998 (1)

H. C. Liu, M. Buchanan, and Z. R. Wasilewski, Appl. Phys. Lett. 72, 1682 (1998).
[CrossRef]

1997 (1)

S. Pascarelli, F. Boscherini, C. Lamberti, and S. Mobilio, Phys. Rev. B 56, 1936 (1997).
[CrossRef]

1994 (1)

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

1993 (1)

E. Rosencher, J. Appl. Phys. 73, 1909 (1993).
[CrossRef]

1989 (1)

J. D. Franson, Phys. Rev. Lett. 62, 2205 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

1985 (1)

E. West, Appl. Phys. Lett. 46, 1156 (1985).
[CrossRef]

1974 (1)

C. C. Lee and H. Y. Fan, Phys. Rev. B 9, 3502 (1974).
[CrossRef]

1966 (1)

N. G. Basov, A. Z. Grasiuk, V. F. Efimov, I. G. Zubarev, V. A. Katulin, and Ju. M. Popov, J. Phys. Soc. Jpn. 21, 277 (1966).

1964 (1)

J. S. Bell, Physics (Long Island City, N.Y.) 1, 195 (1964).

Abare, A. C.

E. Berkowicz, D. Gershoni, G. Bahir, A. C. Abare, S. P. DenBaars, and L. A. Coldren, Phys. Status Solidi B 216, 291 (1999).
[CrossRef]

Airey, R.

D. A. Carder, L. R. Wilson, R. P. Green, J. W. Cockburn, M. Hopkinson, M. J. Steer, R. Airey, and G. Hill, Appl. Phys. Lett. 82, 3409 (2003).
[CrossRef]

Akopian, N.

N. Akopian, N. H. Linder, E. Poem, Y. Berlatzky, J. Avron, D. Gershoni, B. D. Geradot, and P. M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 96, 130501 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Atkinson, P.

R. M. Stevenson, R. J. Young, P. Atkinson, K. Cooper, D. A. Ritchie, and A. J. Shields, Nature 439, 179 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Avron, J.

N. Akopian, N. H. Linder, E. Poem, Y. Berlatzky, J. Avron, D. Gershoni, B. D. Geradot, and P. M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 96, 130501 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Bahir, G.

E. Berkowicz, D. Gershoni, G. Bahir, A. C. Abare, S. P. DenBaars, and L. A. Coldren, Phys. Status Solidi B 216, 291 (1999).
[CrossRef]

Banaszek, K.

Barreiro, J. T.

T.-C. Wei, J. T. Barreiro, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. A 75, 060305(R) (2007).
[CrossRef]

Basov, N. G.

N. G. Basov, A. Z. Grasiuk, V. F. Efimov, I. G. Zubarev, V. A. Katulin, and Ju. M. Popov, J. Phys. Soc. Jpn. 21, 277 (1966).

Bell, J. S.

J. S. Bell, Physics (Long Island City, N.Y.) 1, 195 (1964).

Berger, V.

L. Lanco, S. Ducci, J. P. Likforman, X. Marcadet, J. A. W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Berkowicz, E.

E. Berkowicz, D. Gershoni, G. Bahir, A. C. Abare, S. P. DenBaars, and L. A. Coldren, Phys. Status Solidi B 216, 291 (1999).
[CrossRef]

Berlatzky, Y.

N. Akopian, N. H. Linder, E. Poem, Y. Berlatzky, J. Avron, D. Gershoni, B. D. Geradot, and P. M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 96, 130501 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Boscherini, F.

S. Pascarelli, F. Boscherini, C. Lamberti, and S. Mobilio, Phys. Rev. B 56, 1936 (1997).
[CrossRef]

Buchanan, M.

H. C. Liu, M. Buchanan, and Z. R. Wasilewski, Appl. Phys. Lett. 72, 1682 (1998).
[CrossRef]

Canalias, C.

Capasso, F.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Carder, D. A.

D. A. Carder, L. R. Wilson, R. P. Green, J. W. Cockburn, M. Hopkinson, M. J. Steer, R. Airey, and G. Hill, Appl. Phys. Lett. 82, 3409 (2003).
[CrossRef]

Chen, C.-H.

Cho, A. Y.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Chuang, S. L.

S. L. Chuang, Physics of Optoelectronic Devices (Wiley-Interscience, 1995).

Cockburn, J. W.

D. A. Carder, L. R. Wilson, R. P. Green, J. W. Cockburn, M. Hopkinson, M. J. Steer, R. Airey, and G. Hill, Appl. Phys. Lett. 82, 3409 (2003).
[CrossRef]

Coldren, L. A.

E. Berkowicz, D. Gershoni, G. Bahir, A. C. Abare, S. P. DenBaars, and L. A. Coldren, Phys. Status Solidi B 216, 291 (1999).
[CrossRef]

Cooper, K.

R. M. Stevenson, R. J. Young, P. Atkinson, K. Cooper, D. A. Ritchie, and A. J. Shields, Nature 439, 179 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

de la Cruz-Gutierrez, M.

A. B. U'Ren, R. K. Erdmann, M. de la Cruz-Gutierrez, and I. A. Walmsley, Phys. Rev. Lett. 97, 223602 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

DenBaars, S. P.

E. Berkowicz, D. Gershoni, G. Bahir, A. C. Abare, S. P. DenBaars, and L. A. Coldren, Phys. Status Solidi B 216, 291 (1999).
[CrossRef]

Ducci, S.

L. Lanco, S. Ducci, J. P. Likforman, X. Marcadet, J. A. W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Efimov, V. F.

N. G. Basov, A. Z. Grasiuk, V. F. Efimov, I. G. Zubarev, V. A. Katulin, and Ju. M. Popov, J. Phys. Soc. Jpn. 21, 277 (1966).

Erdmann, R. K.

A. B. U'Ren, R. K. Erdmann, M. de la Cruz-Gutierrez, and I. A. Walmsley, Phys. Rev. Lett. 97, 223602 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Fainman, Y.

Faist, J.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Fan, H. Y.

C. C. Lee and H. Y. Fan, Phys. Rev. B 9, 3502 (1974).
[CrossRef]

Fan, J.

Fragemann, A.

Franson, J. D.

T. B. Pittman and J. D. Franson, Phys. Rev. Lett. 90, 240401 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

J. D. Franson, Phys. Rev. Lett. 62, 2205 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Geradot, B. D.

N. Akopian, N. H. Linder, E. Poem, Y. Berlatzky, J. Avron, D. Gershoni, B. D. Geradot, and P. M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 96, 130501 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Gershoni, D.

N. Akopian, N. H. Linder, E. Poem, Y. Berlatzky, J. Avron, D. Gershoni, B. D. Geradot, and P. M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 96, 130501 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

E. Berkowicz, D. Gershoni, G. Bahir, A. C. Abare, S. P. DenBaars, and L. A. Coldren, Phys. Status Solidi B 216, 291 (1999).
[CrossRef]

Gilchrist, A.

N. K. Langford, T. J. Weinhold, R. Prevedel, A. Gilchrist, J. L. O'Brien, G. J. Pryde, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 95, 210504 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Ginzburg, P.

A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Nat. Photonics 2, 238 (2008).
[CrossRef]

A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Phys. Rev. B 76, 035339 (2007).
[CrossRef]

Grasiuk, A. Z.

N. G. Basov, A. Z. Grasiuk, V. F. Efimov, I. G. Zubarev, V. A. Katulin, and Ju. M. Popov, J. Phys. Soc. Jpn. 21, 277 (1966).

Green, R. P.

D. A. Carder, L. R. Wilson, R. P. Green, J. W. Cockburn, M. Hopkinson, M. J. Steer, R. Airey, and G. Hill, Appl. Phys. Lett. 82, 3409 (2003).
[CrossRef]

Hadfield, R. H.

Hayat, A.

A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Nat. Photonics 2, 238 (2008).
[CrossRef]

A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Phys. Rev. B 76, 035339 (2007).
[CrossRef]

Hill, G.

D. A. Carder, L. R. Wilson, R. P. Green, J. W. Cockburn, M. Hopkinson, M. J. Steer, R. Airey, and G. Hill, Appl. Phys. Lett. 82, 3409 (2003).
[CrossRef]

Hopkinson, M.

D. A. Carder, L. R. Wilson, R. P. Green, J. W. Cockburn, M. Hopkinson, M. J. Steer, R. Airey, and G. Hill, Appl. Phys. Lett. 82, 3409 (2003).
[CrossRef]

Hutchinson, A. L.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Karlsson, A.

Katulin, V. A.

N. G. Basov, A. Z. Grasiuk, V. F. Efimov, I. G. Zubarev, V. A. Katulin, and Ju. M. Popov, J. Phys. Soc. Jpn. 21, 277 (1966).

Klemens, G.

Kumar, P.

C. Liang, K. F. Lee, M. Medic, P. Kumar, R. H. Hadfield, and S. W. Nam, Opt. Express 15, 1322 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

X. Li, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, Phys. Rev. Lett. 94, 053601 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

P. Kumar, P. Kwiat, A. Migdall, S. Nam, J. Vuckovic, and F. N. C. Wong, Quantum Inf. Process. 3, 215 (2004).
[CrossRef]

Kuzucu, O.

O. Kuzucu and F. N. C. Wong, Phys. Rev. A 77, 032314 (2008).
[CrossRef]

Kwiat, P.

P. Kumar, P. Kwiat, A. Migdall, S. Nam, J. Vuckovic, and F. N. C. Wong, Quantum Inf. Process. 3, 215 (2004).
[CrossRef]

Kwiat, P. G.

T.-C. Wei, J. T. Barreiro, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. A 75, 060305(R) (2007).
[CrossRef]

Lamberti, C.

S. Pascarelli, F. Boscherini, C. Lamberti, and S. Mobilio, Phys. Rev. B 56, 1936 (1997).
[CrossRef]

Lanco, L.

L. Lanco, S. Ducci, J. P. Likforman, X. Marcadet, J. A. W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Langford, N. K.

N. K. Langford, T. J. Weinhold, R. Prevedel, A. Gilchrist, J. L. O'Brien, G. J. Pryde, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 95, 210504 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Laurell, F.

Lee, C. C.

C. C. Lee and H. Y. Fan, Phys. Rev. B 9, 3502 (1974).
[CrossRef]

Lee, K. F.

Leo, G.

L. Lanco, S. Ducci, J. P. Likforman, X. Marcadet, J. A. W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Levinshtein, M. E.

M. E. Levinshtein, S. L. Rumyantsev, and M. Shur, eds., Handbook Series on Semiconductor Parameters (World Scientific, 1996).
[CrossRef]

Li, X.

X. Li, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, Phys. Rev. Lett. 94, 053601 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Liang, C.

Likforman, J. P.

L. Lanco, S. Ducci, J. P. Likforman, X. Marcadet, J. A. W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Linder, N. H.

N. Akopian, N. H. Linder, E. Poem, Y. Berlatzky, J. Avron, D. Gershoni, B. D. Geradot, and P. M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 96, 130501 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Liu, H. C.

H. C. Liu, M. Buchanan, and Z. R. Wasilewski, Appl. Phys. Lett. 72, 1682 (1998).
[CrossRef]

Ljunggren, D.

Lundeen, J. S.

M. W. Mitchell, J. S. Lundeen, and A. M. Steinberg, Nature 429, 161 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Marcadet, X.

L. Lanco, S. Ducci, J. P. Likforman, X. Marcadet, J. A. W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Marsden, P.

Medic, M.

Migdall, A.

J. Fan and A. Migdall, Opt. Express 15, 2915 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

J. Fan, A. Migdall, and L. J. Wang, Opt. Lett. 30, 3368 (2005).
[CrossRef]

P. Kumar, P. Kwiat, A. Migdall, S. Nam, J. Vuckovic, and F. N. C. Wong, Quantum Inf. Process. 3, 215 (2004).
[CrossRef]

Mitchell, M. W.

M. W. Mitchell, J. S. Lundeen, and A. M. Steinberg, Nature 429, 161 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Mobilio, S.

S. Pascarelli, F. Boscherini, C. Lamberti, and S. Mobilio, Phys. Rev. B 56, 1936 (1997).
[CrossRef]

Monemar, B.

B. Monemar and G. Pozina, Prog. Quantum Electron. 24, 239 (2000).
[CrossRef]

Monken, C. H.

S. P. Walborn, S. Pádua, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 68, 042313 (2003).
[CrossRef]

Nam, S.

P. Kumar, P. Kwiat, A. Migdall, S. Nam, J. Vuckovic, and F. N. C. Wong, Quantum Inf. Process. 3, 215 (2004).
[CrossRef]

Nam, S. W.

O'Brien, J. L.

N. K. Langford, T. J. Weinhold, R. Prevedel, A. Gilchrist, J. L. O'Brien, G. J. Pryde, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 95, 210504 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Orenstein, M.

A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Nat. Photonics 2, 238 (2008).
[CrossRef]

A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Phys. Rev. B 76, 035339 (2007).
[CrossRef]

Pádua, S.

S. P. Walborn, S. Pádua, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 68, 042313 (2003).
[CrossRef]

Pascarelli, S.

S. Pascarelli, F. Boscherini, C. Lamberti, and S. Mobilio, Phys. Rev. B 56, 1936 (1997).
[CrossRef]

Pelton, M.

Petroff, P. M.

N. Akopian, N. H. Linder, E. Poem, Y. Berlatzky, J. Avron, D. Gershoni, B. D. Geradot, and P. M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 96, 130501 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Pittman, T. B.

T. B. Pittman and J. D. Franson, Phys. Rev. Lett. 90, 240401 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Poem, E.

N. Akopian, N. H. Linder, E. Poem, Y. Berlatzky, J. Avron, D. Gershoni, B. D. Geradot, and P. M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 96, 130501 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Popov, Ju. M.

N. G. Basov, A. Z. Grasiuk, V. F. Efimov, I. G. Zubarev, V. A. Katulin, and Ju. M. Popov, J. Phys. Soc. Jpn. 21, 277 (1966).

Pozina, G.

B. Monemar and G. Pozina, Prog. Quantum Electron. 24, 239 (2000).
[CrossRef]

Prevedel, R.

N. K. Langford, T. J. Weinhold, R. Prevedel, A. Gilchrist, J. L. O'Brien, G. J. Pryde, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 95, 210504 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Pryde, G. J.

N. K. Langford, T. J. Weinhold, R. Prevedel, A. Gilchrist, J. L. O'Brien, G. J. Pryde, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 95, 210504 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Ritchie, D. A.

R. M. Stevenson, R. J. Young, P. Atkinson, K. Cooper, D. A. Ritchie, and A. J. Shields, Nature 439, 179 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Rosencher, E.

E. Rosencher, J. Appl. Phys. 73, 1909 (1993).
[CrossRef]

Rumyantsev, S. L.

M. E. Levinshtein, S. L. Rumyantsev, and M. Shur, eds., Handbook Series on Semiconductor Parameters (World Scientific, 1996).
[CrossRef]

Sharping, J. E.

X. Li, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, Phys. Rev. Lett. 94, 053601 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Shields, A. J.

R. M. Stevenson, R. J. Young, P. Atkinson, K. Cooper, D. A. Ritchie, and A. J. Shields, Nature 439, 179 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Shur, M.

M. E. Levinshtein, S. L. Rumyantsev, and M. Shur, eds., Handbook Series on Semiconductor Parameters (World Scientific, 1996).
[CrossRef]

Sirtori, C.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Sivco, D. L.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Steer, M. J.

D. A. Carder, L. R. Wilson, R. P. Green, J. W. Cockburn, M. Hopkinson, M. J. Steer, R. Airey, and G. Hill, Appl. Phys. Lett. 82, 3409 (2003).
[CrossRef]

Steinberg, A. M.

M. W. Mitchell, J. S. Lundeen, and A. M. Steinberg, Nature 429, 161 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Stevenson, R. M.

R. M. Stevenson, R. J. Young, P. Atkinson, K. Cooper, D. A. Ritchie, and A. J. Shields, Nature 439, 179 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Tengner, M.

U'Ren, A. B.

A. B. U'Ren, R. K. Erdmann, M. de la Cruz-Gutierrez, and I. A. Walmsley, Phys. Rev. Lett. 97, 223602 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

K. Banaszek, A. B. U'Ren, and I. A. Walmsley, Opt. Lett. 26, 1367 (2001).
[CrossRef]

van Houwelingen, J. A. W.

L. Lanco, S. Ducci, J. P. Likforman, X. Marcadet, J. A. W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Voss, P. L.

X. Li, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, Phys. Rev. Lett. 94, 053601 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Vuckovic, J.

P. Kumar, P. Kwiat, A. Migdall, S. Nam, J. Vuckovic, and F. N. C. Wong, Quantum Inf. Process. 3, 215 (2004).
[CrossRef]

Walborn, S. P.

S. P. Walborn, S. Pádua, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 68, 042313 (2003).
[CrossRef]

Walmsley, I. A.

A. B. U'Ren, R. K. Erdmann, M. de la Cruz-Gutierrez, and I. A. Walmsley, Phys. Rev. Lett. 97, 223602 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

K. Banaszek, A. B. U'Ren, and I. A. Walmsley, Opt. Lett. 26, 1367 (2001).
[CrossRef]

Wang, L. J.

Wasilewski, Z. R.

H. C. Liu, M. Buchanan, and Z. R. Wasilewski, Appl. Phys. Lett. 72, 1682 (1998).
[CrossRef]

Wei, T.-C.

T.-C. Wei, J. T. Barreiro, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. A 75, 060305(R) (2007).
[CrossRef]

Weinhold, T. J.

N. K. Langford, T. J. Weinhold, R. Prevedel, A. Gilchrist, J. L. O'Brien, G. J. Pryde, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 95, 210504 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

West, E.

E. West, Appl. Phys. Lett. 46, 1156 (1985).
[CrossRef]

White, A. G.

N. K. Langford, T. J. Weinhold, R. Prevedel, A. Gilchrist, J. L. O'Brien, G. J. Pryde, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 95, 210504 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Wilson, L. R.

D. A. Carder, L. R. Wilson, R. P. Green, J. W. Cockburn, M. Hopkinson, M. J. Steer, R. Airey, and G. Hill, Appl. Phys. Lett. 82, 3409 (2003).
[CrossRef]

Wong, F. N. C.

O. Kuzucu and F. N. C. Wong, Phys. Rev. A 77, 032314 (2008).
[CrossRef]

P. Kumar, P. Kwiat, A. Migdall, S. Nam, J. Vuckovic, and F. N. C. Wong, Quantum Inf. Process. 3, 215 (2004).
[CrossRef]

Young, R. J.

R. M. Stevenson, R. J. Young, P. Atkinson, K. Cooper, D. A. Ritchie, and A. J. Shields, Nature 439, 179 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Zbinden, H.

L. Lanco, S. Ducci, J. P. Likforman, X. Marcadet, J. A. W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Zubarev, I. G.

N. G. Basov, A. Z. Grasiuk, V. F. Efimov, I. G. Zubarev, V. A. Katulin, and Ju. M. Popov, J. Phys. Soc. Jpn. 21, 277 (1966).

Appl. Phys. Lett. (3)

H. C. Liu, M. Buchanan, and Z. R. Wasilewski, Appl. Phys. Lett. 72, 1682 (1998).
[CrossRef]

E. West, Appl. Phys. Lett. 46, 1156 (1985).
[CrossRef]

D. A. Carder, L. R. Wilson, R. P. Green, J. W. Cockburn, M. Hopkinson, M. J. Steer, R. Airey, and G. Hill, Appl. Phys. Lett. 82, 3409 (2003).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

E. Rosencher, J. Appl. Phys. 73, 1909 (1993).
[CrossRef]

J. Phys. Soc. Jpn. (1)

N. G. Basov, A. Z. Grasiuk, V. F. Efimov, I. G. Zubarev, V. A. Katulin, and Ju. M. Popov, J. Phys. Soc. Jpn. 21, 277 (1966).

Nat. Photonics (1)

A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Nat. Photonics 2, 238 (2008).
[CrossRef]

Nature (2)

R. M. Stevenson, R. J. Young, P. Atkinson, K. Cooper, D. A. Ritchie, and A. J. Shields, Nature 439, 179 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

M. W. Mitchell, J. S. Lundeen, and A. M. Steinberg, Nature 429, 161 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express (4)

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. A (3)

O. Kuzucu and F. N. C. Wong, Phys. Rev. A 77, 032314 (2008).
[CrossRef]

T.-C. Wei, J. T. Barreiro, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. A 75, 060305(R) (2007).
[CrossRef]

S. P. Walborn, S. Pádua, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 68, 042313 (2003).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (3)

A. Hayat, P. Ginzburg, and M. Orenstein, Phys. Rev. B 76, 035339 (2007).
[CrossRef]

C. C. Lee and H. Y. Fan, Phys. Rev. B 9, 3502 (1974).
[CrossRef]

S. Pascarelli, F. Boscherini, C. Lamberti, and S. Mobilio, Phys. Rev. B 56, 1936 (1997).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (7)

J. D. Franson, Phys. Rev. Lett. 62, 2205 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

N. Akopian, N. H. Linder, E. Poem, Y. Berlatzky, J. Avron, D. Gershoni, B. D. Geradot, and P. M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 96, 130501 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

N. K. Langford, T. J. Weinhold, R. Prevedel, A. Gilchrist, J. L. O'Brien, G. J. Pryde, and A. G. White, Phys. Rev. Lett. 95, 210504 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

T. B. Pittman and J. D. Franson, Phys. Rev. Lett. 90, 240401 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

A. B. U'Ren, R. K. Erdmann, M. de la Cruz-Gutierrez, and I. A. Walmsley, Phys. Rev. Lett. 97, 223602 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

L. Lanco, S. Ducci, J. P. Likforman, X. Marcadet, J. A. W. van Houwelingen, H. Zbinden, G. Leo, and V. Berger, Phys. Rev. Lett. 97, 173901 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

X. Li, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, Phys. Rev. Lett. 94, 053601 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Status Solidi B (1)

E. Berkowicz, D. Gershoni, G. Bahir, A. C. Abare, S. P. DenBaars, and L. A. Coldren, Phys. Status Solidi B 216, 291 (1999).
[CrossRef]

Physics (Long Island City, N.Y.) (1)

J. S. Bell, Physics (Long Island City, N.Y.) 1, 195 (1964).

Prog. Quantum Electron. (1)

B. Monemar and G. Pozina, Prog. Quantum Electron. 24, 239 (2000).
[CrossRef]

Quantum Inf. Process. (1)

P. Kumar, P. Kwiat, A. Migdall, S. Nam, J. Vuckovic, and F. N. C. Wong, Quantum Inf. Process. 3, 215 (2004).
[CrossRef]

Science (1)

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Science 264, 553 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Other (2)

M. E. Levinshtein, S. L. Rumyantsev, and M. Shur, eds., Handbook Series on Semiconductor Parameters (World Scientific, 1996).
[CrossRef]

S. L. Chuang, Physics of Optoelectronic Devices (Wiley-Interscience, 1995).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

Schematic of a QW intersubband TPE with orthogonal polarizations. The solid arrows are the electronic transitions via virtual states while the dashed arrows represent the matrix element calculations via intermediate states. (a) and (b) Symmetrical Feynman diagrams with interchanged vertices.

Fig. 2
Fig. 2

TPE rate per nanometer wavelength per milliwatt input power for a GaAs Al 0.2 Ga 0.8 As superlattice with a 100 μ m 2 device area and a 7 nm QW thickness.

Fig. 3
Fig. 3

TPE rate per nanometer wavelength per milliwatt input power for an InN AlN superlattice with a 100 μ m 2 device area and a 1.3 nm QW thickness.

Equations (8)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

S = k e e 2 m 0 2 n r 2 ω 1 ω 2 2 π V ν { ψ f p ε 2 ψ ν ψ ν p ε 1 ψ i ω 1 + E ν + i Γ E i + ψ f p ε 1 ψ ν ψ ν p ε 2 ψ i ω 2 + E ν + i Γ E i } ,
ψ n = e i k x x + i k y y ϕ n ( z ) u k ( r ) ,
ψ f ε p ψ i = { ( m 0 m i ) ε k e , Δ n = 0 ε z p i f Δ n odd 0 Δ n 0 , even ,
ψ = g ( ω ) [ ω , ε z 1 ω i f ω , ε 2 + ω , ε 1 ω i f ω , ε z 2 ] d ω ,
W = R s p ρ e ( k e , ) ρ ph ( k 1 ) ρ ph ( k 2 ) f i ( 1 f f ) d 3 k 1 d 3 k 2 d 2 k e ,
ρ e ( k e , ) f i ( 1 f f ) = 1 2 π 2 [ 1 + e β ( E ( k ) E F , i ) ] 1 [ 1 + e β ( E F , f E ( k ) ) ] 1 ,
E F , n = β 1 ln [ exp ( β π h 2 m N n ) 1 ] ,
W ω = B ω ( ω i f ω ) k e e 2 m i n r p i f π 2 m 0 2 β c 3 2 ( 1 + m 0 m i ) ( ω + i Γ ) + ( 1 + m 0 m f ) ( ω ω i f + i Γ ) ( 1 + m 0 m i ) ( ω ω i f i Γ ) ( 1 + m 0 m f ) ( ω i Γ ) 2 ,

Metrics