Основными научными направлениями лаборатории однофотонных детекторов и генераторов являются фундаментальные исследования в области генерации и поглощения фотонов в полупроводниковых гетероструктурах, изучение процессов эпитаксиального роста и эффектов самоорганизации полупроводниковых наноструктур, возникающих в процессе эпитаксии, применение фундаментальных знаний для создания компонентной базы систем квантовых оптических информационных технологий, в том числе высокоэффективных детекторов одиночных фотонов, генераторов одиночных фотонов на основе микрорезонаторов или нитевидных кристаллов с квантовыми точками, генераторов случайных чисел на основе вертикально-излучающих лазеров и наногетероструктур с квантовыми точками и нитевидными кристаллами.
В рамках исполнения государственного задания установлено сотрудничество для проведения исследований с центром коллективного пользования «Материаловедение и диагностика в передовых технологиях» ФГБУН Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, для изготовления экспериментальных образцов – с АО «ОКБ-Планета», ООО «Коннектор Оптикс», НТЦ Микроэлектроники РАН.
СЭМ-снимок меза-структуры после формирования защитного слоя полиамида
Изображение изготовленного кристалла лавинного фотодиода
Типичные СЭМ изображения AlGaAs ННК, синтезированных
при различных температурах и временах роста
Типичные СЭМ изображения AlGaAs ННК с разным составом Al в твердом растворе
(номинальные величины)
Типичное СЭМ изображение GaP ННК с GaAs КТ, выращенных на подложке Si(111)
Типичные СЭМ изображения InAs ННК, выращенных на подложке Si (111) в течение 10 мин
Вариант исполнения генератора случайных чисел на основе вертикально-излучающего лазера. ВИЛ – вертикально-излучающий лазер, АЦП – аналогово-цифровой преобразователь,
ПЛИС – программируемая логическая интегральная схема,
РБО – распределенный брэгговский отражатель.
Черными линиями показаны электрические соединения, оранжевыми – оптическое волокно
Вариант исполнения схемы генератора случайных чисел на основе микростолбиков. ФП – фотоприемник. Черными линиями показаны электрические соединения,
оранжевыми – оптическое волокно, красным цветом обозначено оптическое излучение
Диаграмма (а), показывающая экстремумы интенсивности суммарного поля лазерного излучения для массива лазеров на основе микростолбиков с квантовыми точками с обратной оптической связью при изменении разности фазового набега; соответствующие радиочастотный (б) и оптический (в) спектры суммарного поля E1+E2+E3, а также автокорреляционная функция интенсивности суммарного поля (г)