低温相容的超高排斥和窄带正弦形布拉格波器用于集成量子光子学

科学领域:

• 量子光子学 量子光子学
• 低温工程 低温工程 低温工程
• 纳米光子学 纳米光子学

背景情况:

• 低温环境是集成量子光子系统的理想选择,原因是噪声低和组件兼容性.
• 高性能芯片内光学过器对于在非线性过程中从光中分离单个光子至关重要.
• 现有的过器往往缺乏必要的性能,以满足高要求的低温量子应用.

研究的目的:

• 开发和演示用于集成量子光子电路的低温兼容光学过器.
• 为了实现超高排斥和窄带过,以实现高效的单光子提取.
• 在低温量子光子系统中抑制背景噪声.

主要方法:

• 设计了一种布拉格过器,采用了侧面连贯性破碎的级联架构.
• 集成的亚波长网格以减轻横向磁模式光子.
• 采用化薄膜作为减噪的吸光层.

主要成果:

• 在室温下达到82dB的排斥比,在2.2K时达到76dB.
• 在室温下显示的窄带宽为0.9nm,在2.2K时为0.8nm.
• 确认过器适合冷运行.

结论:

• 开发的布拉格波器满足了冷集成量子光子电路的严格要求.
• 这种过技术为推进低温量子信息处理提供了必要的支持.
• 该设计为低噪音量子光学系统的性能提升提供了一条途径.