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研究人员用纠缠光子创造了超宽带记录

导读 迄今为止,用于产生宽带光纠缠的大多数设备都采用将块状晶体分成小部分,每个部分的光学特性略有不同,并且每个部分都产生不同频率的光子对...

迄今为止,用于产生宽带光纠缠的大多数设备都采用将块状晶体分成小部分,每个部分的光学特性略有不同,并且每个部分都产生不同频率的光子对。然后将频率相加以提供更大的带宽。

“这是非常低效的,代价是光子的亮度和纯度降低,”主要作者、林实验室的博士生 Usman Javid 说。在这些设备中,“在生成的光子对的带宽和亮度之间总会有一个折衷,必须在两者之间做出选择。我们用我们的色散工程技术完全规避了这种折衷,以获得两者:a创纪录的高带宽和创纪录的高亮度。”

由 Lin 的实验室创建的薄膜铌酸锂纳米光子器件使用两侧带有电极的单个波导。Javid 表示,尽管块状器件的宽度可以达到几毫米,但薄膜器件的厚度为 600 纳米——其横截面面积比块状晶体小一百万多倍。这使得光的传播对波导的尺寸极为敏感。

事实上,即使是几纳米的变化也会导致通过它传播的光的相位和群速度发生显着变化。因此,研究人员的薄膜设备可以精确控制对生成过程进行动量匹配的带宽。“然后我们可以解决一个参数优化问题来找到最大化这个带宽的几何形状,”Javid 说。

Javid 说,该设备已准备好用于实验,但仅限于实验室环境。为了在商业上使用,需要更有效和更具成本效益的制造工艺。尽管铌酸锂是光基技术的重要材料,但铌酸锂的制造“仍处于起步阶段,需要一段时间才能成熟到具有经济意义,”他说。

其他合作者包括电气与计算机工程系的Jingwei Ling、Mingxiao Li和Yang He,以及光学研究所的Jeremy Staffa,他们都是研究生。杨鹤,博士后研究员。