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oe1(光电查) - 科学论文

33 条数据
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  • 基于铯蒸气的确定性制备量子点微透镜发射单光子延迟技术

    摘要： 量子光源是光子量子技术的关键构建?？?。许多应用中，控制此类量子器件发射单光子的到达时间，甚至将单光子存储在量子存储器中都具有重要意义。本研究采用原位电子束光刻技术制备了基于铟镓砷量子点（QD）的单光子源，并将其与铯（Cs）蒸气耦合以调控光子发射时延。通过对实际QD-Cs-蒸气构型中光-物质相互作用的数值模拟，探究了蒸气温度与量子点-原子光谱失谐的影响，从而在实验研究中实现最大可控时延。结果表明，该混合量子系统即使采用非共振光学激发，也能触发线宽低至1.54 GHz的单光子发射；当有效蒸气池长度为150毫米时，可将发射脉冲延迟长达(15.71±0.01)纳秒。这项工作为构建可扩展量子系统奠定了基础，该系统能实现数十纳秒时间尺度上精确可控的单光子延迟。

    关键词： 量子点、原子蒸气、单光子源、确定性制备、延迟

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 高阶主动锁模皮秒光纤激光器与泊松单光子源

    摘要： 我们提出了一种基于半导体光放大器中非线性偏振旋转的高阶主动锁模皮秒光纤激光器新方案，并实验实现了第200阶锁模，其重复频率约为1.19 GHz，脉宽为1.63 ps。通过频谱分析精确测得基频重复频率为5.9639 MHz。相比被动锁模激光器，本激光器更易实现锁模且稳定性更高。利用该超稳定锁模激光器，我们获得了实用的准单光子(QSP)源。统计分析表明其在较低计数率时更接近泊松分布。实验中当计数率为9.7 kcps（即QSP发射率约97 kcps）时，其严格遵循标准泊松分布。该激光器便于升级实现超过40 GHz重复频率的高阶锁模，适用于未来量子通信所需的高速准单光子源生成。

    关键词： 主动锁模皮秒光纤激光器，单光子源

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 扫描谐振纳米天线实现hBN缺陷光子发射的高分辨率成像与发射控制

    摘要： 六方氮化硼（hBN）中的单原子缺陷因其发射稳定性、无闪烁和无漂白特性，在常温条件下尤为引人注目。此外，这些缺陷即使在高温工作环境下也展现出卓越的发射稳健性。因此，hBN缺陷已成为新型稳健单光子源的有力候选者。目前已有多项尝试以可控方式诱导hBN缺陷，但由于其易于获取且hBN薄片具有纳米级厚度，这些缺陷与等离激元结构耦合以增强光子发射的潜力备受关注。然而高效耦合需要亚20纳米的高精度定位，现有方法在组装和成像环节均未能达到该控制水平。同时，现有研究仅呈现静态的发射体-颗粒耦合构型，且缺乏区分hBN缺陷发光与金属颗粒荧光的有效策略。 本研究首次实现了基于纳米级控制（光学分辨率45纳米）的hBN发射中心与共振光学天线的系统性同步耦合及成像。我们通过纳米天线使hBN缺陷发射强度降低30-70%，证实了其对缺陷的调控能力。实验采用散射式近场显微镜系统，其中自主制备的单偶极纳米天线作为近场探针，可独立扫描hBN缺陷并实现纳米级精度的耦合与荧光发射调控。通过光子时间门控技术，我们成功区分了金属天线辐射光与hBN发射体辐射光。最终观测到因发射体-天线耦合导致的2倍寿命缩短现象。

    关键词： 纳米天线、单光子源、等离子体结构、近场显微镜、六方氮化硼缺陷

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于选择性定位确定性微透镜结构和(111)晶向In(Ga)As量子点的非经典光源

    摘要： 基于选择性定位微透镜结构和生长于(111)BGaAs衬底上的单(111)In(Ga)As量子点，本文展示了非经典光源光学特性的研究结果。通过测量和分析二阶相关函数g(2)(τ)证实了辐射的单光子特性，其中g(2)(0) = 0.07。研究了(111)In(Ga)As量子点的激子态精细结构，结果表明在1.320-1.345 eV能量范围内，激子态分裂与激子线自然宽度相当，这对开发基于此的光子对发射器具有重要意义。

    关键词： 量子点、单光子源、激子态的精细结构、光子对源

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 集成于CMOS工艺硅波导上的量子点单光子源的原位波长调谐

    摘要： 硅基量子光子学通过利用互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的优势，为大规模量子光子集成电路（QPICs）的实现提供了可行路径。要实现此类硅基QPICs的可扩展运行，最直接的方法是集成确定性单光子源（SPSs）。为此，基于InAs/GaAs量子点（QDs）等确定性固态SPSs的混合集成极具前景。然而，量子点固有的光谱与空间随机性，给在硅CMOS芯片上可扩展地集成多个相同SPSs带来了严峻挑战。为攻克这一难题，我们一直在研究名为转移印刷的混合集成技术——该技术基于拾放操作，能将目标QD SPSs随意集成到硅CMOS芯片任意位置。但即便在此方案中，仍需对来自不同源的干涉光子进行原位精细调谐以实现集成QD SPSs间的完美波长匹配。本文展示了在CMOS硅芯片上集成QD SPSs的原位波长调谐：通过为集成量子点配置光驱动加热垫实现发射波长的热调谐，并采用转移印刷技术集成所有必要元件，大幅简化了微/纳光子结构三维堆叠的制备流程。我们进一步实现了同一硅芯片上两个异质QD源间的原位波长匹配。这种基于转移印刷的方法将为利用CMOS技术构建大规模QPICs开辟可能。

    关键词： 波长调谐、转移印刷、量子光子学、单光子源、硅CMOS、量子点

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 意大利乌迪内（2019.9.4-2019.9.6）] 2019年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 基于薛定谔-泊松-漂移-扩散-林德布拉德系统的量子点单光子源模拟

    摘要： 基于半导体量子点的电驱动量子光源的器件尺度模拟，需要将（半）经典半导体器件方程与腔量子电动力学相结合。我们提出了一种全面的量子-经典混合模拟方法，该方法将（半）经典的漂移-扩散系统与Lindblad型量子主方程自洽耦合。这种方法既能描述复杂多维器件几何结构中的空间分辨载流子输运，又能刻画量子点-腔系统中完全量子化的光-物质相互作用。后者可获取重要的量子光学品质因数，特别是发射辐射的二阶关联函数。为考虑器件内部电场中的量子限制斯塔克效应，该系统通过求解描述量子点载流子包络波函数和能级的薛定谔-泊松方程组来实现。我们通过单光子发射二极管的数值模拟验证了该方法的有效性。

    关键词： 量子限制斯塔克效应、器件模拟、单光子源、量子-经典耦合

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 纳米线量子点表面工程实现高温单光子发射

    摘要： 在高温下产生单光子仍是一项重大挑战，特别是对于广泛用于光通信的III-As和III-P材料。在此，我们报道了一种基于GaAsP纳米线中"无表面"GaAs量子点的高温单光子发射器。通过采用自催化气-液-固生长法和简单的表面工程，我们能显著增强量子点的光学信号，在750纳米波长处获得高度偏振的光致发光。这种"无表面"纳米线量子点在160K温度下仍呈现光子反聚束效应，在220K高温下仍能分辨出清晰的激子谱线。

    关键词： 表面工程、光子反聚束、量子点、单光子源、纳米线

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 量子点-纳米线单光子源设计：抗热机械退相干特性

    摘要： 嵌入单量子点（QD）的纳米线天线最近已成为实现明亮量子光源的多功能平台。本理论研究表明，纳米线热驱动的低频振动对量子点发光光谱具有重大影响。即使在液氦温度下，这些振动仍会阻碍不可区分光子的发射。为克服这一固有局限，我们提出三种设计方案——通过特定调控纳米线的机械特性来恢复光子不可区分性。我们预计，此类机械优化对于基于纳米结构的其他高性能光-物质界面开发也将发挥关键作用。

    关键词： 单光子源、光子不可区分性、量子点、纳米线、热机械退相干

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年IEEE欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 作为自由空间和光纤操作中高效单光子源的平面光学天线在量子光学与计量学中的应用

    摘要： 从光学量子计算到计量测量，量子技术的实际应用都受困于缺乏高速、按需产生的不可区分单光子源。我们将讨论一种简单且多功能的平面光学天线，通过理论和实验证据表明：该天线能将单个量子发射体的辐射以低损耗（<20%）方式定向发射至自由空间中的窄立体角锥内，原则上可实现高达50%的单模光纤耦合效率。具体而言，首先展示室温下工作的实验设计方案——利用嵌入蒽晶体基质（Ac）的二苯并苝分子（DBT）[1]。DBT:Ac系统因其卓越的光物理特性（即室温和低温下长期光稳定性、低温下寿命受限发射、780纳米工作波长）特别适合此任务，这些特性已在50纳米厚晶体[2]及近期纳米晶体[3]中得到验证。此外，DBT分子及同类体系[4]产生的单光子因其光谱无可比拟的稳定性与窄线宽（<100 MHz），在涉及量子存储器的量子通信与计算协议中极具应用前景。随后我们将汇报关于该设计在低温环境下极限性能的理论研究，探索材料选择与几何参数精细调控方案。最后讨论近期低温单镜天线的研究成果：实验证明傅里叶极限线宽处的光子通量在探测器端超过1 MHz，荧光耦合至单模光纤的效率达46%。这些成果为系统部署开辟了新途径——既适用于需要确定性单光子源的量子光学实验，也服务于计量领域，特别是EMPIR项目"SIQUST"[5]最新提出的坎德拉新操作定义。

    关键词： 量子光学、单光子源、二苯并苝分子、计量学、平面光学天线、晶体蒽基质

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 应变诱导控制的柱腔-砷化镓单量子点光子源

    摘要： 本文展示了集成于半导体微柱腔中的单个GaAs/AlGaAs量子点（QDs）所受应变调控的计算结果。我们通过定制微柱光机械谐振器的多模应力场，实现了对单个GaAs量子点激子能量的精确调控。进一步采用三维包络函数模型，评估了量子点能带结构中取决于几何形状不对称性、更关键的是实际铝互扩散程度的量子力学修正。我们的理论计算给出了通过前沿液滴外延技术工程化处理的铝互扩散量子点所产生的实际量子误差范围，为调控工程化量子点单光子源提供依据，从而促进量子点纠缠光子的可扩展片上集成。

    关键词： 单光子源、量子点、微柱腔、应变诱导控制、量子计算

    更新于2025-09-12 10:27:22