研究目的
基于自发四波混频(SFWM)研究硅波导中光子对的生成与关联质量,以及通过噪声过滤技术提升符合计数率与偶然符合率比值(CAR)。
研究成果
通过片上泵浦抑制马赫-曾德尔干涉仪,硅波导中光子对的CAR(符合计数率)可显著提升至700。该关联质量高度依赖于与泵浦波长的偏移量,噪声源包括自发拉曼散射及泵浦波长附近一个未明确的噪声源。规避泵浦波长附近的噪声频谱对获取高关联光子对至关重要。
研究不足
该研究的局限性在于所使用的光谱分析仪(OSA)的灵敏度,以及4xMZIs装置中最后一个MZI的设计引入了额外损耗。泵浦波长附近高光子计数的来源尚不明确。
1:实验设计与方法选择:
研究通过制备硅波导螺旋和环形谐振腔,利用四波混频效应产生光子对。采用带通滤波器和泵浦抑制滤波器进行噪声过滤后测量光子对的符合计数比(CAR),并集成片上级联马赫-曾德尔干涉仪(MZIs)以提升CAR值。
2:样本选择与数据来源:
使用横截面尺寸为550×220纳米的绝缘体上硅(SOI)波导,在不同条件下产生光子对并测量其CAR值。
3:实验设备与材料清单:
采用连续波激光二极管(Thorlabs SFL1550P)、光学带通滤波器、超导纳米线单光子探测器(SNSPDs)以及时间相关单光子计数器(TCSPC)。
4:实验流程与操作步骤:
实验装置包含通过四波混频效应产生光子对、利用带通和泵浦抑制滤波器过滤噪声,以及采用SNSPDs和TCSPC测量CAR值的完整流程。
5:数据分析方法:
通过对比延迟时间达100纳秒内的符合计数与偶然符合计数计算CAR值。
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