CN114930354A - 单光子光学装置 - Google Patents
单光子光学装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114930354A CN114930354A CN202080092002.1A CN202080092002A CN114930354A CN 114930354 A CN114930354 A CN 114930354A CN 202080092002 A CN202080092002 A CN 202080092002A CN 114930354 A CN114930354 A CN 114930354A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- waveguide section
- mode
- filter
- guided mode
- pump signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 69
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 claims description 29
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 claims description 28
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 19
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 19
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005610 quantum mechanics Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12004—Combinations of two or more optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/1225—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths comprising photonic band-gap structures or photonic lattices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/14—Mode converters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
- G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
- G02B6/29368—Light guide comprising the filter, e.g. filter deposited on a fibre end
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N10/00—Quantum computing, i.e. information processing based on quantum-mechanical phenomena
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
本公开涉及一种光学装置，包括：第一滤波器波导区段，其具有用于接收泵浦信号的输入端，所述第一滤波器波导区段还具有输出端；发射器波导区段，其具有输入端，该输入端耦合到第一滤波器波导区段的输出端以接收从其发送的泵浦信号，该发射器波导区段支持至少第一较低阶光学导模和第二较高阶光学导模，发射器波导区段包括光子发射器，该光子发射器耦合到第一导模以将辐射发射到第一导模并且耦合到第二导模以允许通过在第二导模中传送的泵浦信号功率对光子发射器进行光泵浦，发射器波导区段还具有用于输出从光子发射器发射的辐射的输出端；第二滤波器波导区段，其具有耦合到发射器波导区段的输出端的输入端且具有输出端，第二滤波器波导区段被配置成与发送到除所述第一导模之外的模式中的辐射相比，以较低的损耗发送被发送到第一导模中的辐射；第一滤波器波导区段被配置成将泵浦信号功率主要耦合到发射器区段的第二导模中。
Description
技术领域
本发明涉及单光子的产生，例如在量子信息处理中使用。
发明背景
量子力学被开发为粒子和场的抽象理论，但是现在可以理解，它也构成了新型技术的基础，其中量子粒子被用作信息载体。已经设想了许多应用，包括量子仿真、量子密钥分发、量子中继器和完全成熟的量子因特网。由于半导体纳米技术的进步，光量子技术目前正在经历革命，这允许研究迄今未见的量子现象并使商业光量子技术的生产变得可行。
日常计算机上的数据由比特组成，这些比特是0和1的二进制序列。这些比特可以磁存储在硬盘驱动器上或电存储在闪存驱动器上。在过去的几十年中，使用量子位或“量子比特(qubit)”的量子信息处理已经作为一种全新的计算形式出现，并且如前面提到作为信息载体。与比特不同，单个量子比特是量子力学对象，并且可以是0和1状态的组合或叠加。可以操纵和处理量子比特以执行计算任务。
表示量子比特的两种常见方式包括：使用带电粒子的量化角动量或自旋，例如自旋向上＝0且自旋向下＝1，或通过使用光子，例如一个光子在一个特定光学模式中＝0，而在不同光学模式中存在一个光子＝1。
光子量子技术的基本资源是单个光粒子，即光子。然而，有效地产生和控制单个光子是具有挑战性的任务。光子纳米结构，例如光子晶体，对于该目的特别有用，并且在过去的几十年中已经取得了显著的进展。关键目标是根据需要确定性地产生相干单光子。半导体量子点(QD)是优异的相干单光子源，当嵌入到纳米光子结构中时，可以实现近单位光子发射器耦合。
使用量子光源(例如量子点)的许多现有技术系统遭受低的耦合效率。为了能够产生或以其它方式处理单光子的光子装置进行商业化，单光子从单光子发射器并且到例如光纤的耦合效率尽可能高，并且优选地接近1是重要的。
此外，从机械的观点来看，现有技术的系统通常具有挑战性。光子进出单光子装置的耦合不是以鲁棒的方式进行的，这意味着单光子装置对于商业用途来说不够可靠。将多个这样的源耦合在一起用于高级应用的任务似乎是巨大的挑战。
US7539373B1公开了一种集成的横向模式转换器，用于将来自多模激光器的高阶模转换为适用于例如使用单模光纤的通信系统的基模。
在“Interfacing single photons and single quantum dots with photonicnanostructures”(Rev.Mod.Phys 87,347),Lodahl et al.公开了一种单光子源，其依赖于来自位于支持基模的波导中的量子点的发射。光子晶体确保仅从波导的一个端部发射单个光子。
因此，可以看出，需要以下的单光子装置，其能够以高效率和机械稳定的方式产生相干单光子。还需要以机械稳定的方式产生相干单光子并且例如在光纤中将其输出的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服或改善现有技术的至少一个缺点或者是现有技术解决方案的另选方案的解决方案。
在第一个方面，本发明提供了一种光学装置，所述光学装置包括：
-第一滤波器波导区段，其具有用于接收泵浦信号的输入端，所述第一滤波器波导区段还具有输出端；
-发射器波导区段，其具有输入端，该输入端耦合到所述第一滤波器波导区段的所述输出端以接收从其发送的泵浦信号，所述发射器波导区段支持至少较低阶的光学的第一导模和较高阶的光学的第二导模，所述发射器波导区段还包括光子发射器，该光子发射器耦合到第一导模以将辐射发射到所述第一导模并且耦合到第二导模以允许通过在所述第二导模中传送的泵浦信号功率对所述光子发射器进行光泵浦，所述发射器波导区段还具有用于输出从所述光子发射器发射的辐射的输出端；
-第二滤波器波导区段，其具有耦合到所述发射器波导区段的所述输出端的输入端并且具有输出端，所述第二滤波器波导区段被配置成与发射到除所述第一导模之外的模式中的辐射相比，以较低的损耗发送被发射到所述第一导模中的辐射，
所述第一滤波器波导区段被配置成将泵浦信号功率主要耦合到所述发射器区段的所述第二导模中。
这种装置允许基于泵浦信号高效地产生不可区分的单光子。该装置在波导中提供泵浦信号，从而克服了依靠光子发射器经由泄漏模式泵浦的现有技术单光子装置的复杂设置，同时与经由非常难以与例如光纤对准的纳米结构将单光子传送到平面外的现有技术单光子装置相比提供了有效的外耦合。在两种类型的现有技术装置中，稳定性是至少目前尚未克服的主要问题。
在本发明的一些实施方式中，第一导模是发射器波导区段的基模，并且第二导模是发射器波导区段的一阶模或二阶模。
在一些实施方式中，所述第一滤波器波导区段被配置成抑制将泵浦信号功率发送到所述发射器波导区段的所述第一导模中，同时允许将泵浦信号功率发送到所述发射器波导区段的所述第二导模中。这是一种不寻常的结构，因此需要专门设计的波导。在一些实施方式中，这通过使用第一滤波器波导区段来实现，所述第一滤波器波导区段包括光子晶体结构，所述光子晶体结构被配置成抑制将泵浦信号功率发送到所述发射器波导区段的所述第一导模中，同时允许将泵浦信号功率发送到所述发射器波导区段的所述第二导模中。在另一种形式中，第一滤波器波导区段支持第二导模而不支持第一导模，或者至少在第一导模中提供比第二导模高的入射辐射损耗。使用这种光子晶体结构可以具有附加的优点，即，在朝着第一滤波器波导区段的方向上反向发射的单光子被反射，这意味着这种单光子不会丢失。根据一些实施方式，光子晶体结构被配置成反射在第一导模中从发射器波导区段到来的辐射。
在一些实施方式中，该第二滤波器波导区段包括一个或更多个锥部，其被配置成使得在除所述第一导模之外的模式中传送的功率而非在所述第一导模中传送的功率泄漏；或者与第一导引模式中传送的功率相比，对于在除第一导引模式之外的模式中传送的功率而言，至少损耗高。这允许滤除在第二导模中传送的残余泵浦信号和由发射器波导区段中的光子发射器发射到第二导模中的辐射这两者。
在一些实施方式中，该第二滤波器波导区段包括一个或更多个弯曲部，其被配置成使得在除所述第一导模之外的模式中传送的功率而非在所述第一导模中传送的功率泄漏；或者与第一导引模式中传送的功率相比，对于在除第一导引模式之外的模式中传送的功率而言，至少损耗高。这允许滤除在第二导模中传送的残余泵浦信号和由发射器波导区段中的光子发射器发射到第二导模中的辐射这两者。
如本领域技术人员所理解的，“泄漏”是指其中导模耦合到所谓的辐射模式或“泄漏”模式的过程，所述辐射模式或“泄漏”模式是将功率辐射出波导到周围环境中，例如辐射到波导周围的空气中的模式。通过将第二导模耦合到辐射模式，在第二导模中传送的功率沿着第二滤波器波导区段散出。
同样重要的是注意，在波导横截面改变的情况下，包括导模在内的光学模式也改变，其数量和/或轮廓可以改变。因此，存在于发射器波导区段中的第一导模和第二导模甚至可以不存在于例如第二滤波器波导区段或其至少一部分中。相反，在模式轮廓改变的情况下，当信号沿波导传播时，在发射器波导区段中的第一导模和第二导模中传送的功率被转移到其它模式，包括非导模。这对于本领域技术人员来说是已知的，因此当波导轮廓改变时(例如，宽度、厚度、横截面形状、材料成分、弯曲等)，在各种模式中传送功率的概念和功率在模式之间传递的概念将不再进一步详细解释。
在一些实施方式中，所述光子发射器是量子限制结构。在一些实施方式中，光子发射器是量子点，例如自组装量子点。
在一些实施方式中，量子点具有10至100nm范围内的尺寸，例如10至100nm范围内的面内尺寸。高度例如可以在1至10nm的范围内。
在一些实施方式中，光子发射器位于与发射器波导区段的对称轴线(如果有的话(通常有，但不是必须的))远离的位置。例如，如果发射器波导区段是直的矩形波导，则光子发射器可以位于发射器波导区段的中心线之外。在这种波导中，高阶模可以具有在波导的中心处的节点，因此在高阶模中传送的泵浦信号功率不耦合到位于中心线的光子发射器。这可能意味着泵浦信号不能在光子发射器中产生激子，结果，不可能控制从光子发射器发射单个光子。因此，在某些情况下，该特性是必需的，而在某些情况下，该特征不是必需的。在一些实施方式中，量子点从对称轴线偏移了发射器波导区段的宽度的2％至25％，例如2％至15％，例如5％至10％。
在一些实施方式中，第一滤波器波导区段的输入耦合到输入耦合器。输入耦合器例如可以是被配置成接收泵浦信号的输入光栅耦合器。这种光栅耦合器可以提高泵浦信号例如从空气耦合到第一滤波器波导区段的效率。
光栅耦合器可以例如包括关于泵浦信号波长的一阶或二阶布拉格光栅。
在一些实施方式中，光栅耦合器包括一系列单独的槽，其中，槽和/或各槽之间的距离适于提供泵浦信号到第一滤波器波导区段的有效耦合。这样的槽可以例如通过蚀刻或以其他方式从装置的表面部分去除材料而制成。或者，可以添加材料以产生光栅。
输出光栅的纵向范围例如可以在1.0至20微米的范围内。纵向范围可以例如基本上对应于单模光纤的芯直径，例如在1至10微米的范围内。
光栅耦合器的光栅周期可以例如在100至1000nm，或200至750nm，或300至500nm的范围内。在一些实施方式中，光栅包括基本上同心的槽(和相应的脊)。在一些实施方式中，光栅被切趾以减少或消除向第二滤波器波导区段的后向散射。
作为另一示例，输入耦合器可以是光斑尺寸转换器。
在一些实施方式中，第二滤波器波导区段输出耦合到输出耦合器，该输出耦合器被配置成将单光子耦合出光学装置。例如，其可以是输出光栅耦合器。输出耦合器可以提高在发射器波导区段中产生的单光子耦合出第二滤波器波导区段(例如耦合到光纤或其它波导中)的效率。
在一些实施方式中，输出光栅耦合器包括一系列单独的槽，其中，槽和/或各槽之间的距离适于提供单光子有效耦合出第二滤波器波导区段。例如，可以通过蚀刻或以其他方式从装置的装置部分去除材料来制作槽。或者，可以添加材料以产生光栅。
作为另一示例，输出耦合器可以是光斑尺寸转换器。
关于输入耦合器，类型、尺寸、几何形状、波长等所描述的考虑也适用于输出耦合器。
在一些实施方式中，输入耦合器具有与输出耦合器基本相同的光学特性。在一些实施方式中，这是通过对两个耦合器使用相同的几何结构来实现的，无论是光栅耦合器、光斑尺寸转换器或其他类型的耦合器。
在一些实施方式中，光学装置包括输入光纤，所述输入光纤用于接收所述泵浦信号并且用于将所接收的泵浦信号耦合到所述第一滤波器区段中。附加地或可选地，光学装置包括输出光纤，所述输出光纤用于将在所述发射器波导区段中生成的单光子耦合出所述光学装置。通过提供输入光纤和输出光纤作为装置的一部分，装置变得较容易处理而不损害其机械稳定性。
在一些实施方式中，使用相应光纤的耦合入和/或耦合出是通过相应的输入/输出耦合器(例如上述的那些)来执行的。
在一些实施方式中，装置是经封装的，优选地以第一滤波器波导区段、发射器波导区段和第二滤波器波导区段不被露出的方式。优选地，该封装还包括输入光纤和/或输出光纤，例如上述的那些光纤，其可分别取用以将泵浦信号提供到装置中以产生单光子和将所产生的单光子耦合出装置。
即使没有封装，光学装置由于其固有的鲁棒性也接近于“即插即用”。通过包括输入和输出光纤，可以在复杂但非常鲁棒的系统中部署多个装置。具有输入光纤和输出光纤的封装装置在某种意义上是即插即用装置，因为其可以以非常鲁棒的方式布置和互连。
在一些实施方式中，至少第一滤波器波导区段和发射器波导区段是单片集成的。单片集成提供更稳定和鲁棒的装置。
在一些实施方式中，至少发射器波导区段和第二滤波器波导区段的至少初始部分是单片集成的。
在一些实施方式中，第一滤波器波导区段、发射器波导区段和第二滤波器波导区段，或至少第二滤波器波导区段的初始部分是单片集成的。
通常，单片集成可以通过在同一对象中形成部分来实现，例如通过分子束外延制造的III族至V族半导体晶体。
波导区段优选地是沿着传播方向没有空气/材料界面的连续波导(除了可以包括光子晶体的部分之外)。这种界面引起反射，反射将负面影响装置性能。在一些实施方式中，这些区段中的一个或更多个区段的形状是均匀的或平滑变化的，例如逐渐变细或变宽(一次或多次)。优选地，渐缩或加宽是绝热的。
在一些实施方式中，波导区段中的一个或更多个波导区段基于一种或更多种III至V半导体材料，诸如In和/或Ga和/或Al和/或As，或其它III族或V族材料。
在一些实施方式中，光子发射器基于一种或更多种III至V族半导体材料，包括In和/或Ga和/或Al和/或As，诸如InGaAs，或其它III族或V族材料。
在一些实施方式中，装置采用II至VI族半导体材料或IV族材料，例如碳(C)，例如金刚石晶体形式的C。
在一些实施方式中，光学装置被配置成提供波长在400nm至1600nm范围内的单光子。
本发明的第二方面提供了一种光学系统，该光学系统包括根据本发明第一方面或本发明第三方面的实施方式的光学装置，以及用于提供泵浦信号的光泵浦源，所述泵浦信号用于在发射器波导区段中产生单光子。
在一些实施方式中，光学系统被配置成提供波长在400nm至1600nm范围内的单光子。
在一些实施方式中，泵浦信号被配置成谐振地激励光子发射器。这提供了光子发射器的较有效的泵浦。更重要的是，这可以提高所产生的单光子的不可区分性。
在本说明书中，如在本领域中已知的，术语纳米结构在使用时仅指示所讨论的结构的一部分具有在纳米或几十或几百纳米量级上的特征尺寸。不一定意味着整个结构限于纳米尺寸。例如，由玻璃制成并具有边长为200nm的正方形横截面的波导是纳米结构，即使波导长得多，如在下面描述的一些实施方式中的数十微米，或甚至毫米长，或更长。
在一些实施方式中，区段中的一个或更多个区段包括用于控制由光子发射器产生的泵浦信号和/或光子的传播的光子晶体结构，例如与关于第一滤波器波导区段所述有关。
在一些实施方式中，第一滤波器波导区段中的光子晶体结构的晶格常数a在100至500nm的区间内，例如在150至400nm的区间内。晶格常数依赖于工作波长和光子晶体晶格的图案，包括孔的相对尺寸，以及光子晶体波导的尺寸(例如宽度和厚度)和制造光子晶体波导的材料。在一些实施方式中，这些孔是基本上圆形的并且具有在0.2a与0.4a之间，例如约0.3a的半径。
在一些实施方式中，波导区段中的一个或更多个波导区段的宽度在100至1000nm的范围内。波导的尺寸通常被确定为支持本发明的工作原理之一，至少较低阶导模和较高阶导模由发射器波导区段支持，泵浦信号处于较高阶模而不处于较低阶模(在可能的程度上，即至少主要处于较高阶模)，光子发射器使用较高阶模泵浦并发射到较低阶模(至少优先进入较低阶模)，以及在产生单光子之后需要滤波动作，以优先输出由光子发射器产生的单光子，同时滤除残余泵浦信号。
在一些实施方式中，一个或更多个波导区段是平面的，例如平板波导、脊形波导，浮动波导，例如梁，例如纳米梁。这种平面波导可以有利地具有在50至500nm、或75至350nm、或100至250nm范围内的厚度和/或宽度。
在波导中的一个波导包括具有晶格常数a的光子晶体结构的实施方式中，该波导的厚度可以可选地在0.1a至1a之间，例如在0.2a至0.8a之间，例如在0.3a至0.7a之间，例如大约0.5a或0.6a。
本发明的第三方面提供了一种光学装置，该光学装置包括：
-第一滤波器波导区段，该第一滤波器波导区段具有输入端，用于接收泵浦信号的输入端，该光学部件具有第一频率，该第一滤波器波导区段还具有输出端，
-发射器波导区段，该发射器波导区段具有输入端，该输入端被耦合到该第一滤波器波导区段的输出端以接收该泵浦信号的发送部分，所述发射器波导区段在该第一频率处支持至少第一较低阶光学导模和第二较高阶光学导模，所述发射器波导区段还包括光子发射器，所述光子发射器耦合到所述第一导模以将辐射发射到所述第一导模中并且耦合到所述第二导模以允许由在所述第二导模中传送的泵浦信号功率对所述光子发射器进行光泵浦，所述发射器波导区段还具有用于输出从所述光子发射器发射的辐射的输出端，
-第二滤波器波导区段，该第二滤波器波导区段具有耦合到所述发射器波导区段的输出端的输入端并且具有输出端，所述第二滤波器波导区段被配置成与比发射到除所述第一导模之外的模式中的辐射相比，以较低的损耗发送发射到所述第一导模中的辐射，
第一滤波器波导区段被配置成将泵浦信号功率主要耦合到发射器区段的第二导模中。
在一些实施方式中，第一频率对应于400nm至1600nm(大约187.4THz至749.5THz)范围内的自由空间波长。本领域技术人员还将认识到，关于第一方面和第二方面所讨论的各种附加特征在兼容的情况下也可适用于第三方面。因此，这里将不再重复这些特征。
附图说明
下面参照附图详细说明本发明。
图1示意性地示出了根据本发明实施方式的单光子光学装置。
图2A示出了根据本发明实施方式的单光子光学装置。
图2B更详细地示出了第一滤波器波导区段。
图3示出了基于类似于图2A所示布局的制造的单光子光学装置。
图4示出了包括光子晶体结构的第一滤波器波导区段的传输谱。
图5示出了说明具有包括光子晶体结构的第一滤波器波导区段的影响的传输谱。
图6示出了作为光子发射器位置的函数，所发射的各单光子而言，残余激光光子数之间的比率。
图7示意性地示出了作为波导宽度的函数的由说明性波导支持的导模。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明。除非另外指明，否则附图不一定按比例绘制。
图1示意性地示出了用于从泵浦信号140(脉冲)产生单光子160的光学装置100。光学装置100包括具有输入端111和输出端121的第一滤波器波导区段101、具有输入端112和输出端122的发射器波导区段102、以及具有输入端113和输出端123的第二滤波器波导区段103。在图1的示意图中，第一滤波器波导区段101、发射器波导区段102和第二滤波器波导区段103串联布置，第一滤波器波导区段101的输出端121耦合到发射器波导区段102的输入端112，发射器波导区段102的输出端122耦合到第二滤波器波导区段103的输入端113。泵浦信号140经由第一滤波器波导区段的输入端111进入第一滤波器波导区段，并且在第二滤波器波导区段的输出端123处提供单个光子。仅示意性地示出了泵浦信号140和单光子160。从附图中不能推断出关于泵浦信号或单个光子的特性，包括任何时间宽度、幅度、频率或其它。
本领域技术人员将认识到，不同区段101、102、103的“输入端”和“输出端”可以是可区分的或不可区分的。如果区段101、102、103是单片集成的，则输入端和输出端(特别是输入端112和113)以及输出端(特别是输出端121和122)可以仅是虚拟的，由特定部分的功能来限定，而不是必须由可区分的结构特性(例如波导几何形状中的空气间隙或锥形)来限定。
发射器波导区段102包括光子发射器150，例如量子点。
第一滤波器波导区段101、发射器波导区段102和第二滤波器波导区段103具有波导特性，并且优选地均支持一个或更多个导模。在量子点150处，发射器区段支持至少两种模式，特别是至少较低阶模(例如基模E1)和较高阶模(例如一阶模O1)。模E1可以是偶数的或奇数的。E1优选地是偶数模，优选地是发射器波导区段的基模。类似地，模O1可以是偶数的或奇数的。优选地，为发射器波导区段的一阶模。在本示例中，第一滤波器波导区段和发射器波导区段被示出为具有均匀且相同的宽度，这意味着发射器波导区段在发射器波导区段输入端112处、在量子点150的位置处以及在发射器波导区段输出端122处基本上支持相同的模式。相反地，发射器波导区段可以具有不均匀的宽度，在这种情况下，模式分布沿着波导变化。
在本示例中，量子点150位于(在这种情况下对称的)发射器波导区段的中心线130之外。导模E1和O1两者在该位置与量子点交叠。因此，一阶模O1中的辐射可以激发量子点150，该量子点响应性地发射一个或更多个光子。一阶模O1到量子点的耦合优选地相对较小，并且到基模E1的耦合相对较高。这增加了光子优先发射到模E1中的程度。由于使用模O1来激发量子点，从量子点发射到一阶模是不可避免的。
不同区段101、102、103中的模式在光学装置100的图示下面示意性地示出。如上所述，发射器波导区段支持模E1和O1。根据本发明的实施方式，第一滤波器波导区段抑制模E1。因此，在区段101下面，模E1用虚线示出，表示与模O1相比它不被支持或至少经历高损耗。
另一方面，第二滤波器波导区段不支持O1，而是支持模F1，对于该示例的目的，模F1是在第二滤波器波导区段的输出端123处的模式。F1示出为具有与模E1不同的形状。这可能是或可能不是这种情况，并且是由设计而定，例如由装置的预期用途的要求所规定。
如上所述，单光子被发射到模E1和模O1两者，并且它们与主要在模O1中传送的残余泵浦信号功率混合。为了隔离所发射的单光子，对来自发射器波导区段的辐射进行滤波，使得仅保留由光子发射器发射的光子。重要的是尽可能地抑制来自第一滤波器波导区段的泵浦信号到发射器波导区段中的模E1中的耦合，因为模E1中的任何背景泵浦信号影响所产生的单光子的纯度。
由于以上描述的在第二滤波器波导区段中并且在图1中在第二滤波器波导区段103下面例示的模式结构，残余泵浦信号和在发射器波导区段中发射到模O1中的单光子功率被滤除，而发射到模E1中的单光子功率在第二滤波器波导区段中传输。
这样，光学装置100可以产生实际上纯的单光子。
图2A例示了用于产生单光子的光学装置200。其包括第一滤波器波导区段201、发射器波导区段202和第二滤波器波导区段203，类似于图1中的示意装置100，但具有适于产生不可区分的单光子的几何。布局200还包括用于接收泵浦信号的光栅耦合器221、以及用于将泵浦信号传送到第一滤波器波导区段201的波导222。
图2A还示出了厚度为170nm，宽度为450nm的纳米梁波导的基模E1和一阶模O1，如模E1的模式图像所例示。如图所示，发射器波导区段202支持E1和O1，而第一滤波器波导区段201的光子晶体部分仅支持O1。
如上所述，在不脱离本发明的情况下，可以以多种方式执行划分成多个区段。例如，图2A中的第一滤波器波导区段201可以被“加长”以包括不包含孔的部分，例如发射器波导区段202的一部分(但不是光子发射器)，因此发射器波导区段将相应地较短(因为发射器波导区段的输入端耦合到第一滤波器波导区段的输出端)。然后，第一滤波器波导区段的一部分将支持E1和O1。然而，第一滤波器波导区段仍将提供E1的滤除，这是第一滤波器波导区段的目的。因此，这种另选划分为多个区段仍然是本发明的实施方式。重要的是该装置包括能够执行相应功能的区段。
在图2A中，第一滤波器波导区段201包括光子晶体结构210，光子晶体结构由于孔的阵列而仅支持模O1。第一滤波器波导区段在图2B中更详细地示出。在宽度为450nm，厚度为170nm的梁(纳米梁)波导中形成孔，该尺寸与图2A和图3中的第一滤波器波导区段相同。40个孔中的各孔具有70nm的半径，并且孔到孔的距离是210nm。
为了产生单光子，在光栅耦合器221处提供泵浦信号。在光栅耦合器221与第一滤波器波导区段201之间，以模E1和O1准备泵浦信号。因此，在波导222之后，并且恰好在第一滤波器波导区段201之前，泵浦信号功率正好在这两个导模中传送。在第一滤波器波导区段201，在基模E1中传送的功率被滤出(实际上被反射)，只留下在一阶模O1中传送的泵浦信号功率。
在发射器波导区段202中，量子点(在图2A中不可见)由通过第一滤波器波导区段201传输的泵浦信号以一阶模O1泵浦。泵浦经由量子点和一阶模之间的耦合而发生。响应性地，光子被部分地且大部分地发射到基模E1中，并且部分地发射到一阶模O1中。在量子点之后，一阶模O1传送残余泵浦功率和发射到一阶模O1中的单光子辐射。该辐射影响所发射的光子的纯度。因此，第二滤波器波导区段203被设计成去除发射器波导区段中的一阶模O1中传送的功率。这在该示例中通过包括弯曲部204、205来实现，弯曲部204、205造成一阶模O1泄漏(比基模E1多得多)。如图2A所示的锥形和加宽部分也使得一阶模O1功率被去除。
这在第二滤波器波导区段203的端部留下高纯度的单光子，其中其如模F1所例示的成型。这里，波导是宽度为200nm(如图2A所示)，厚度为170nm的纳米梁。
最后，光栅耦合器231将单光子耦合出光学装置200。
图2A还例示了另一光栅耦合器241，其通过波导242耦合到第一滤波器波导区段201。该光栅耦合器一般可用于本发明的实施方式，而不仅仅是图2A中的特定实施方式，用于将泵浦信号源(未示出)与光栅耦合器221对准。泵浦信号被第一滤波器波导区段201中的光子晶体结构反射，并且反射信号被Y耦合器分离。通过对准泵浦信号源使得在光栅耦合器241处耦合出的信号最大化，来优化泵浦信号功率到装置中的耦合。
图3例示了根据与图2A所示的光学装置200非常相似的布局制造的实际装置300。黑色部分和围绕黑色部分的较亮区域是通过蚀刻产生的槽。黑色槽之间的较浅阴影部分是悬挂的纳米梁。限定光栅耦合器的槽也是清晰可见的。
在下文中，较详细地描述第一滤波器波导区段的原理。例如，使用有限元数值计算来设计包括光子晶体的第一滤波器波导区段。其被设计成支持两种模E1(基模)和O1(一阶模)。该示例中的第一滤波器波导区段具有带20个孔的光子晶体(而图2A中的光学装置、图2B中的第一滤波器波导区段201的图示以及图3中的装置具有40个孔)。
在宽度为450nm，厚度为170nm的梁(纳米梁)波导中形成孔，该尺寸与图2和图3中的第一滤波器波导区段相同。20个孔中的各孔具有70nm的半径，并且孔到孔的距离是210nm。图4例示了穿过该光子晶体的两种模式的传输。可以看出，光子晶体提供了以>40-dB抑制在920至960nm范围内的基模E1的宽阻带。与模O1相比，光子晶体滤波器对模E1的高抑制提供了在O1模式中选择性地准备用于耦合到发射器波导区段中的泵浦信号的方式。该信号随后用于对发射器波导区段中的光子发射器进行泵浦。如上所述，滤除E1是非常重要的，因为一旦泵浦信号到达发射器波导区段，就不可能有在模E1中滤除泵浦信号功率的方式，尤其是在泵浦信号与光子发射器谐振的实施方式中。在这种情况下，无法例如使用光谱滤波器来滤除泵浦信号。
为了进一步改善基模的抑制，可以添加附加的孔，如在图2A中的装置200和图3中的装置300所例示。
在仿真中，在图3中的装置300中，在发射器区段穿过锥形部和随后的波导弯曲部之后的一阶模O1的传输被估计为大约10-6至10-7。
在图5中示出了穿过实际装置300(参见图3)的泵浦激光器的测量传输率Tl。传输被归一化为在第一滤波器波导区段中没有光子晶体的装置，即没有在发射器波导区段之前抑制基模。可以看出，传输率在设计范围内在10-3和10-5之间波动。在所制造的装置上常规地观察到Tl～2·10-5的最小传输区域。由于传输水平与E1的仿真传输相当好地匹配，可以看出，残余激光信号完全是由光子晶体部分上的泄漏引起的。因此，抑制E1是设计要点。
谐振激发的量子点的基本品质因数是残余泵浦信号强度相对于所发射的单光子的强度。这里，该比率表示为∈QD，并且表示各单光子的激光光子数。在收集光栅处的单光子纯度与该数量的关系为：
其中g(2)(τ)是信号的二阶相干函数。在收集光栅处的背景激光强度由IlTl给出，其中Il是输入激光强度，并且Tl是图5所示的测量传输率。在脉冲谐振激发下，在收集光栅处的单光子强度表示为Isp＝(IlTinβin)βout，其在量子点的弱泵浦下并且当省略了任何失相效应时成立。βin和βout分别是表示量子点吸收泵浦光子并发射单光子到波导中的概率的光子β因子。Tin是O1模式通过光子晶体波导的传输效率(参见图4)，因此IlTin表示量子点处的泵浦强度。因此，
其中，rQD＝Tin/Tl是收集和激发模式的消光比，，对于装置的最佳性能，其应该被最大化。
量子点位置影响∈QD的值，每当
时使其最小化。然而，如果装置消光比rQD足够大，则可以增加βout。图6中示出了计算出的品质因数∈QD的示例，其中Tl＝2·10-5并且Tin＝5·10-1(来自仿真的平均值)。对于具有
准中心量子点，获得值
表明实现了纯度
消光比rQD可以进一步增强，例如通过改进光子晶体的制造。这将导致甚至更好的单光子纯度。
图7例示了作为发射器波导区段202的波导宽度的函数的有效折射率方面的导模。如关于图2A所描述的，在第二滤波器波导区段203的输出端的波导具有200nm的宽度和170nm的厚度。如图7所示，该波导形状仅支持一种模式，即上述的基模(第0阶)F1。这里，出现一阶模。随着波导宽度的加宽，基模变得被较紧密地束缚，最终出现附加的二阶模。在波导宽度450nm处，波导支持图2A所示的基模E1、图2A所示的一阶模O1和非常弱束缚的二阶模。图2A和图3中的波导具有450nm的宽度，以实现基模和一阶模的低损耗。在450nm的宽度上支持的二阶模与光子发射器仅有非常小的交叠，因此不会影响性能。
附图标记列表
| 100 | 光学装置 |
| 101、201 | 第一滤波器波导区段 |
| 102、202 | 发射器波导区段 |
| 103、203 | 第二滤波器波导区段 |
| 111、112、113 | 输入端 |
| 121、122、123 | 输出端 |
| 130 | 波导中心线 |
| 140 | 泵浦信号 |
| 150 | 光子发射器 |
| 160 | 所生成的单光子 |
| 200 | 光学装置 |
| 204、205 | 弯曲部 |
| 210 | 光子晶体结构 |
| 221、231、241 | 光栅耦合器 |
| 222、242 | 光栅耦合器波导 |
| 300 | 所制造的光学装置 |
| E<sub>1</sub>、O<sub>1</sub>、F<sub>1</sub> | 导模 |
Claims (15)
1.一种光学装置(100、200、300)，所述光学装置包括：
-第一滤波器波导区段(101、201)，其具有用于接收泵浦信号(140)的输入端(111)，所述第一滤波器波导区段还具有输出端(121)；
-发射器波导区段(102、202)，其具有输入端(112)，该输入端耦合到所述第一滤波器波导区段(101、201)的所述输出端(121)以接收从其发送的泵浦信号，所述发射器波导区段支持至少较低阶的光学的第一导模和较高阶的光学的第二导模，所述发射器波导区段还包括光子发射器(150)，该光子发射器耦合到所述第一导模以将辐射发射到所述第一导模中并且耦合到所述第二导模以允许由在所述第二导模中传送的泵浦信号功率对所述光子发射器进行光泵浦，所述发射器波导区段还具有用于输出从所述光子发射器发射的辐射的输出端(122)；
-第二滤波器波导区段(103、203)，其具有耦合到所述发射器波导区段(102、202)的所述输出端(122)的输入端(113)并且具有输出端(123)，所述第二滤波器波导区段被配置成与被发射到除所述第一导模之外的模式中的辐射相比，以较低的损耗发送被发射到所述第一导模中的辐射，
所述第一滤波器波导区段(101、201)被配置成将泵浦信号功率主要耦合到所述发射器区段(102、202)的所述第二导模中。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述第一导模是所述发射器波导区段的基模，并且所述第二导模是所述发射器波导区段的一阶模或二阶模。
3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其中，所述第一滤波器波导区段被配置成抑制将泵浦信号功率发送到所述发射器波导区段的所述第一导模中，同时允许将泵浦信号功率发送到所述发射器波导区段的所述第二导模中。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的光学装置，其中，所述第一滤波器波导区段(201)包括光子晶体结构(210)，所述光子晶体结构(210)被配置成抑制将泵浦信号功率发送到所述发射器波导区段的所述第一导模中，同时允许将泵浦信号功率发送到所述发射器波导区段的所述第二导模中。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的光学装置，其中，所述第二滤波器波导区段包括：
-一个或更多个锥部，其被配置成使得在除所述第一导模之外的模式中传送的功率而非在所述第一导模中传送的功率泄漏；和/或
-一个或更多个弯曲部，其被配置成使得在除所述第一导模之外的模式中传送的功率而非在所述第一导模中传送的功率泄漏。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的光学装置，其中，所述光子发射器(150)是量子限制结构，诸如量子点。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的光学装置，其中，所述光子发射器远离所述发射器波导区段的对称轴线(130)设置。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的光学装置，其中，所述第一滤波器波导区段的所述输入端耦合到用于接收所述泵浦信号的光栅耦合器(221)，并且所述第二滤波器波导区段的输出端耦合到用于将由所述光子发射器发射的辐射耦合出所述光学装置的光栅耦合器(231)。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的光学装置，所述光学装置还包括：
-输入光纤，所述输入光纤用于接收所述泵浦信号并且用于将所接收的泵浦信号耦合到所述第一滤波器区段中，和/或
-输出光纤，所述输出光纤用于将在所述发射器波导区段中生成的单光子耦合出所述光学装置。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的光学装置，其中，所述第一滤波器波导区段、所述发射器波导区段、所述第二滤波器波导区段的至少初始部分是单片集成的。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的光学装置，其中，所述波导区段中的一个或更多个波导区段基于一种或更多种III至V半导体材料，诸如In和/或Ga和/或Al和/或As，或其它III族或V族材料。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的光学装置，其中，所述光子发射器基于In和/或Ga和/或Al和/或As，诸如InGaAs，或其它III族或V族材料。
13.一种光学系统，所述光学系统包括根据前述权利要求中的任一项所述的光学装置和用于提供泵浦信号的光泵浦信号源。
14.根据权利要求1至12中的任一项所述的光学装置或根据权利要求13所述的光学系统，其中，所述光学装置或所述光学系统被配置成提供波长在400nm至1600nm范围内的单光子。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的光学装置或光学系统，其中，所述泵浦信号被配置成谐振地激励所述光子发射器。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19218224.4 | 2019-12-19 | ||
| EP19218224 | 2019-12-19 | ||
| PCT/EP2020/087164 WO2021123264A1 (en) | 2019-12-19 | 2020-12-18 | Single-photon optical device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114930354A true CN114930354A (zh) | 2022-08-19 |
Family
ID=69185107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202080092002.1A Pending CN114930354A (zh) | 2019-12-19 | 2020-12-18 | 单光子光学装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230024502A1 (zh) |
| EP (1) | EP4077209B1 (zh) |
| CN (1) | CN114930354A (zh) |
| WO (1) | WO2021123264A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116643354B (zh) * | 2023-07-27 | 2023-12-19 | 之江实验室 | 模斑转换器的设计方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7539373B1 (en) | 2007-11-26 | 2009-05-26 | Onechip Photonics Inc. | Integrated lateral mode converter |
| US9798083B2 (en) * | 2014-07-14 | 2017-10-24 | University Of Copenhagen | Optical device having efficient light-matter interface for quantum simulations |
| US11451306B2 (en) * | 2019-06-14 | 2022-09-20 | Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce | Single quantum emitter single photon source and producing a single photon stream |
| US11586094B2 (en) * | 2021-07-13 | 2023-02-21 | Honeywell International Inc. | Optically resonant device for entangled photon generation |
-
2020
- 2020-12-18 US US17/785,532 patent/US20230024502A1/en active Pending
- 2020-12-18 EP EP20829933.9A patent/EP4077209B1/en active Active
- 2020-12-18 CN CN202080092002.1A patent/CN114930354A/zh active Pending
- 2020-12-18 WO PCT/EP2020/087164 patent/WO2021123264A1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230024502A1 (en) | 2023-01-26 |
| EP4077209B1 (en) | 2024-02-21 |
| EP4077209A1 (en) | 2022-10-26 |
| WO2021123264A1 (en) | 2021-06-24 |
| EP4077209C0 (en) | 2024-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7903909B2 (en) | Low-loss bloch wave guiding in open structures and highly compact efficient waveguide-crossing arrays | |
| US7643709B2 (en) | Slanted segmented coupler | |
| US7720339B2 (en) | All-optical logic gates using nonlinear elements—claim set V | |
| AU2008217004B2 (en) | All-optical logic gates using nonlinear elements | |
| Noda | Recent progresses and future prospects of two-and three-dimensional photonic crystals | |
| Benisty et al. | Recent advances toward optical devices in semiconductor-based photonic crystals | |
| US20080112669A1 (en) | Two-dimensional Planar photonic crystal superprism device and method of manufacturing the same | |
| US20110008000A1 (en) | Optical switch and manufacturing method thereof | |
| WO2022009950A1 (ja) | 量子計算ユニット、単一光子源、量子計算装置、及び量子計算方法 | |
| US11163180B2 (en) | Photon sources with multiple cavities for generation of individual photons | |
| CN104040419B (zh) | 拉曼散射光增强设备、拉曼散射光增强设备的制造方法、和使用拉曼散射光增强设备的拉曼激光光源 | |
| CN114930354A (zh) | 单光子光学装置 | |
| CN104714274A (zh) | 基于亚波长狭缝结构表面等离子体定向激发器 | |
| JP6317278B2 (ja) | フォトニック結晶共振器の設計方法 | |
| JP2007047694A (ja) | 光伝送路及び光伝送路を有する光学素子 | |
| JP6601662B2 (ja) | 単一光子発生装置 | |
| Bauer et al. | Broadband optical coupling between microstructured fibers and photonic band gap circuits: Two-dimensional paradigms | |
| JP2006060143A (ja) | 光ファイバ型単一光子発生素子および単一光子発生装置 | |
| NL2034262B1 (en) | Optical boosting of amplification and absorption via MDM | |
| US20220066068A1 (en) | Photonic Crystal Optical Resonator and Method for Fabricating Same | |
| JP2017010974A (ja) | フォトニック結晶結合共振器 | |
| Wang et al. | Transmission spectrum of Fabry-Perot interferometer based on photonic crystal | |
| CN118276227A (zh) | 产生片上单光子源的纳米束-光栅耦合结构及其设计方法 | |
| Säynätjoki et al. | Silicon slot waveguides for nonlinear optics | |
| Galarza et al. | Compact and highly-efficient vertical couplers for active-passive monolithic integration |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 40081344 Country of ref document: HK |