Filtro de Bragg sinusoidal de rechazo ultraalto y banda estrecha compatible con criogenia para fotónica cuántica...

Área de la Ciencia:

• Fotónica Cuántica
• Ingeniería Criogénica
• Nanofotónica

Sus antecedentes:

• Los entornos criogénicos son ideales para sistemas fotónicos cuánticos integrados debido al bajo ruido y la compatibilidad de los componentes.
• Los filtros ópticos en chip de alto rendimiento son esenciales para aislar fotones individuales de la luz de bombeo en procesos no lineales.
• Los filtros existentes a menudo carecen del rendimiento necesario para aplicaciones cuánticas criogénicas exigentes.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y demostrar un filtro óptico compatible con criogenia para circuitos fotónicos cuánticos integrados.
• Lograr un rechazo ultraalto y filtrado de banda estrecha para una extracción eficiente de fotones individuales.
• Suprimir el ruido de fondo en sistemas fotónicos cuánticos criogénicos.

Principales métodos:

• Diseñó un filtro de Bragg con una arquitectura en cascada de coherencia rota sinusoidal.
• Incorporó rejillas sublongitud de onda para mitigar fotones del modo magnético transversal.
• Utilizó una película de nitruro de niobio como capa de absorción de luz para la supresión de ruido.

Principales resultados:

• Se logró una relación de rechazo de 82 dB a temperatura ambiente y 76 dB a 2.2 K.
• Se demostraron anchos de banda estrechos de 0.9 nm a temperatura ambiente y 0.8 nm a 2.2 K.
• Se confirmó la idoneidad del filtro para operación criogénica.

Conclusiones:

• El filtro de Bragg desarrollado cumple con los estrictos requisitos para circuitos fotónicos cuánticos integrados criogénicos.
• Esta tecnología de filtro proporciona un soporte esencial para avanzar en el procesamiento de información cuántica criogénica.
• El diseño ofrece una vía para mejorar el rendimiento en sistemas ópticos cuánticos de bajo ruido.