研究目的
为了展示集成在CMOS工艺硅波导上的量子点单光子源的原位波长调谐,以实现可扩展的量子光子集成电路。
研究成果
该研究成功展示了利用转印技术和光学加热垫,在硅CMOS芯片上对集成量子点单光子源进行原位波长调谐。这种方法有助于实现多个相同量子点单光子源的可扩展集成,这对大规模量子光子集成电路至关重要。未来的工作可以探索替代调谐技术并改善光源间的热绝缘。
研究不足
与先前报道相比,热调谐范围有限,这可能是由于热量向玻璃包层扩散所致。量子点光源的转移过程目前依靠人工操作且耗时较长。光子耦合效率低于设计值,这归因于制造缺陷和定位不准确。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用转移印刷技术实现InAs/GaAs量子点单光子源与硅波导的混合集成,通过光学驱动加热垫实现量子点发射波长的热调谐。
2:样品选择与数据来源:
集成前制备并表征了InAs/GaAs量子点单光子源,硅波导采用CMOS代工工艺制备。
3:实验设备与材料清单:
使用连续波二极管激光器(785 nm)、钛宝石激光器(920 nm)、超导纳米线单光子探测器及配备铟镓砷相机的光栅光谱仪。
4:实验流程与操作步骤:
通过转移印刷将量子点单光子源拾取放置于硅波导上,添加加热垫实现热调谐,并在低温条件下进行光致发光测量。
5:数据分析方法:
从光致发光光谱分析发射波长与品质因数,通过测量二阶关联函数验证单光子产生。
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获取完整内容-
continuous wave diode laser
785 nm
Pumping the QD for light emission
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Ti:sapphire laser
920 nm
Heating the optical heating pad
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superconducting nanowire single-photon detectors
Detecting single photons in the Hanbury Brown–Twiss setup
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grating spectrometer
Analyzing PL signals
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InGaAs camera
Capturing PL signals
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