光子集成多光子纠缠量子态以及片上光频梳研究获重要进展-澳门在线威尼斯官方下载

本文摘要:3月11日,Science杂志由中国科学院西安光学精密机械研究所研究员BrentE.Little与加拿大魁北克国立科学研究所、英国萨塞克斯大学、香港城市大学等合作公开发表的题目generationofmultiphotonentans 同日,Science发表了题为thetimeisrightformultiphotonentangledstatesachip-basedmicroresonatorenablestime-bin entanglement的评论文章这一工作是西安光机所继片上段预报(Heraled )单光子源和片上交叉偏振光纠结光子对之后,光子构建片上量子光学研究中的另一个最重要的进展。

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3月11日,Science杂志由中国科学院西安光学精密机械研究所研究员BrentE.Little与加拿大魁北克国立科学研究所、英国萨塞克斯大学、香港城市大学等合作公开发表的题目generationofmultiphotonentans 同日,Science发表了题为thetimeisrightformultiphotonentangledstatesachip-basedmicroresonatorenablestime-bin entanglement的评论文章这一工作是西安光机所继片上段预报(Heraled )单光子源和片上交叉偏振光纠结光子对之后,光子构建片上量子光学研究中的另一个最重要的进展。多光子纠结状态是打破量子通信、量子计算、古典无限大的超强高分辨率传感和光学技术的基础,同时在探究量子物理基本问题方面有极其重要的应用。特别是大规模构建的片上葛藤光子源量子应用成为技术发展的迫切市场需求。

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BrentE.Little等人利用微小环形谐振器中的自发四波混合效应,以时域分离、振幅固定式的光脉冲对为泵波源,得到了跨越scl三个通信频带的频率间隔为200GHz的纠缠光子对,该纠缠光子至此通过在两个不同的共振波长下同时提取两组光子,得到了四光子的纠结状态,其量子干涉条纹的可视性超过了89%。该研究开创了片上生成和控制简单量子状态的时代,获得了可以规模化构建的光量子信息处理平台。BrentE.Little在构筑光学领域有20余年的研究经验,是国际知名的光子构筑专家,2013年全职重新加入西安光机构,专门从事光子构筑相关的技术研究。

他是微环谐振器理论和实验研究的早期先驱之一,关于微环上-下话路滤波器的文章迄今为止被提及了1300次。同时,芯片上非线性效应方面也有很多建立,光参数波动、锁模激光、多通道纠结光子对的产生等研究方向上有数十多篇论文定期出版NaturePhotonics、NatureCommunication等同时,西安光机所中英微纳光子学牵引研究中心副主任青年学者张文富课题组最近在光子构筑片上的光频率巴里领域也取得了系列进展。张文富课题组成功研究开发了3年多的理论和技术,最近国际上首次在Si3N4微环内构建了红外线光频率巴里,即在单一的微环器件内,利用四波混合和三次和频率效应,同时实现了红外线和绿色的频率梳同时唤起的红外光频率梳宽是2/3倍频(1300-2100nm )绿色频率梳的比特率和功率都是现在的世界记录(502-580nm,80THz,0.1mW ),切换效率是-35dB。

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通过微环内的强Rayleigh衍射和强材料色散,解决了红外线波段无法产生光频率巴里的问题。另外,基于低q值(2*106 )的分插滤波器,构建基于光参数波动(OPO )的微环光频率巴里,泵功率50mW、频率间隔50GHz、比特率小于200nm。

利用双泵自目标锁模激光腔系统,首次利用外腔控制技术构建频率间隔回波,产生300GHz、400GHz、1THz及2.3THz的超高重复频率稳定光频率巴里。由于其小型化和低重复频率的特点,未来在未来天文观测、微波光子源的构建、RF预定波面发生、光通信、小型化光表等领域有最重要的应用。过去十年来,国际上关于Kerr微腔光频率谷的研究取得了一系列重大突破,受技术等条件的限制,中国还没有在这个方向上取得重大进展。

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