西安光機(jī)所片上偏振糾纏光子對產(chǎn)生技術(shù)研究取得重要進(jìn)展

  ICCSZ訊   近期，中科院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所的Brent E. Little與加拿大魁北克國立科學(xué)研究所、香港城市大學(xué)、澳大利亞墨爾本皇家理工大學(xué)等單位合作，利用非線性微環(huán)諧振腔中TE和TM模式間的自發(fā)四波混頻效應(yīng)，結(jié)合微環(huán)諧振腔的濾波選模作用，首次在集成光子芯片上產(chǎn)生了偏振糾纏光子對，該項研究成果近日發(fā)表在《Nature Communication》雜志上。

  糾纏光子對為兩個量子態(tài)彼此相關(guān)的光子，每一個光子的量子態(tài)都依賴于另一個光子，對一個光子的測量，將會影響到與它糾纏的另一個光子。糾纏光子對通常采用自發(fā)參量下變頻或自發(fā)四波混頻的方式產(chǎn)生。近年來，糾纏光子對因其在新興的量子技術(shù)領(lǐng)域(如量子通信、量子計算、量子隱形傳態(tài)、量子密碼學(xué)及量子成像等)有著顛覆傳統(tǒng)觀念的應(yīng)用而備受關(guān)注。隨著集成光學(xué)的發(fā)展，片上糾纏光子對源因其易于與電子集成電路集成而受到研究和產(chǎn)業(yè)人員的極大關(guān)注，已成為集成光學(xué)和量子光學(xué)共同的研究熱點(diǎn)。 西安光機(jī)所的研究成果為量子光通信和量子計算提供了新的思路和方法，將有效的推動該領(lǐng)域的發(fā)展。

  Brent E. Little在集成光學(xué)領(lǐng)域有20余年的研究經(jīng)歷，開發(fā)了高折射率差平面光波導(dǎo)技術(shù)平臺，該平臺在光通信技術(shù)領(lǐng)域和非線性光學(xué)領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力?；谠撈脚_開發(fā)的非線性微環(huán)諧振腔具有巨大的光場增強(qiáng)能力，結(jié)合該平臺材料的高非線性系數(shù)，在連續(xù)波非線性效應(yīng)、光參量振蕩、鎖模激光器、多通道糾纏光子對產(chǎn)生等研究方向已有十余篇論文發(fā)表在《Natrue Photonics》、《Nature Communication》等行業(yè)頂級期刊上。

  非線性微環(huán)諧振腔內(nèi)II型自發(fā)四波混頻原理示意圖。

  Sp-FWM：自發(fā)四波混頻;St-FWM：受激四波混頻;FSR：微環(huán)諧振腔的自由光譜范圍。

  偏振糾纏光子對產(chǎn)生實(shí)驗裝置圖