On-chip generation, routing and detection of quantum light
基于半导体的光子信息技术正迅速地被推向量子极限，其中光的非经典状态可以在原型量子光学电路中产生、操纵和利用。在这里，我们报告的芯片上产生的量子光从个人，共振激发自组装InGaAs量子点，有效的路由长度尺度$\geq 1$ mm通过GaAs脊波导和原位检测使用倏逝耦合集成NbN超导单光子探测器在同一芯片上制造。通过时间上过滤的时间分辨的发光信号，从单一的，共振激发的量子点，我们使用的原型量子光学电路进行时间分辨的激发光谱上的单点，并证明共振荧光的线宽为$10 \pm 1 \ μ$ eV的，所需的关键要素使用单光子在原型量子光子电路。
2014-08-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anderson localisation of visible light on a nanophotonic chip
我们证明安德森本地化的可见光的芯片和报告超过高度工程化的二维腔体的品质因数。我们的研究结果扭转了目前观察到的无序诱导光限制的质量比工程设备低几个数量级的趋势。此外，通过实施灵敏的成像技术，我们直接可视化局部模式，确定它们在设备上的位置并测量它们的空间延伸。我们的研究结果证明了无序诱导局部光对于在可见光波长范围内运行的可扩展室温光学设备的潜力。
2016-06-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
2D semiconductors as on-chip light sources for integrated nanophotonics
本文提出利用范德华二维半导体MoSe2作为片上光源，通过干法转移集成到金等离激元波导，实现光致发光直接注入，且工艺兼容卷对卷制造，为集成纳米光子学提供低成本可扩展方案。
2025-03-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Towards on-chip generation, routing and detection of non-classical light
基于超导-半导体混合系统，我们在一个芯片上制作了一个集发射器、波导和探测器于一体的集成光子电路。我们使用NbN超导纳米线单光子探测器在芯片上探测自组装InGaAs量子点的光致发光。使用这些探测器的快速时间响应，我们进行时间分辨的非共振激发量子点的研究。通过对信号进行时间滤波，我们能够共振激发量子点，并利用集成的超导单光子探测器在芯片上探测其共振发光。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall
Heterogeneous integration of single InAs/InP quantum dots with the SOI chip using direct bonding
本文利用直接键合技术将InAs/InP量子点异质集成到SOI芯片上，实现电信C波段单光子耦合，测得定向耦合效率5.1%，为量子光子芯片多源集成提供可扩展方案。
2023-11-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Numerical Investigation of Light Emission from Quantum Dots Embedded into On-Chip, Low Index Contrast Optical Waveguides
将单光子发射器集成到量子光学电路中将使新的小型化量子光学器件成为可能。在这里，我们数值研究半导体量子点嵌入到低折射率对比波导。我们讨论了一个模型来计算发射光场的波导的基本传播模式的耦合效率，我们优化的波导尺寸参数最大的耦合效率。此外，我们表明，对于横向裁剪波导的相互作用的Purcell增强和优化的场分布可以提高耦合效率的约2倍。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Coherent generation of nonclassical light on chip via detuned photon blockade
在芯片上产生光的非经典态是未来光量子硬件的关键要求。在固态腔量子电动力学中，这种非经典光可以由强耦合到光子晶体腔的自组装量子点产生。它们的非谐强光-物质相互作用在单光子水平上导致大的光学非线性，其中单个光子进入腔体可以增强（光子隧穿）或减少（光子阻塞）第二个光子进入腔体的概率。在这里，我们证明，失谐的腔和量子点共振，使高纯度的非经典光的强耦合系统的产生。对于特定的失谐，我们表明，不仅纯度，而且单光子产生的效率显着增加，使高质量的单光子产生的光子封锁可能与当前最先进的样品。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
An on-chip architecture for self-homodyned nonclassical light
在过去的十年里，片上量子光子器件的实用化集成取得了显著的进展，但量子态发生器仍然是一个突出的挑战。同时，量子点光子晶体谐振器平台已经证明了创建具有可调量子统计的非经典光的多功能性，这要归功于新发现的自零差干涉效应，该效应在使用最佳调谐的Fano谐振时优先选择量子光而不是经典光。在这项工作中，我们提出了一个通用的结构腔量子电动力学产生的量子态从波导集成版本的量子点光子晶体谐振器平台，这是专门为优先量子态传输。我们支持我们的结果与严格的差分时域和量子光学模拟，并显示我们提出的设备可以作为一个强大的发电机的高纯度的单光子，甚至多光子状态。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
On-Chip Single-Photon Sifter
光的量子态在现代科学[1]和未来的光子应用[2]中起着关键作用。虽然在它们的生成和高分辨率操作方面取得了令人印象深刻的进展，但普通的桌面方法在实际量子应用中已经达到了极限。自从集成量子纳米光子学[3]的出现以来，已经研究了基于III-V纳米结构、色心和非线性波导的不同材料平台[4-8]作为片上光源。每个平台在光源特性、光路复杂性和缩放潜力方面都有独特的优势和局限性。然而，所有实现都面临着对单个量子态的有效和可调谐滤波[4]、按需选择的量子发射器的可扩展集成和确定性复用[9]以及片上激发抑制[10]的重大挑战。在这里，我们克服了所有这些挑战与一种新的混合和可扩展的纳米纤维的方法，以产生量子光的芯片上，其中选定的单个III-V量子发射器被定位和确定性地集成在CMOS兼容电路[11]与控制的片上滤波和激发抑制。此外，我们展示了新的片上量子波分复用，显示可调谐路由的单光子。我们的可重构量子光子电路的占地面积比类似的桌面方法小一百万倍，提供超过95 dB的出色激发抑制和40 nm带宽上的单光子高效路由，对于释放集成量子光学技术的全部潜力至关重要。
2016-12-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Controllable Spin-Resolved Photon Emission Enhanced by Slow-Light Mode in Photonic Crystal Waveguides on Chip
本研究通过设计光子晶体波导慢光色散与单量子点发射波长匹配，在磁场下结合抗磁、塞曼效应及激发功率控制，实现了高达0.81圆偏振度的慢光增强自旋分辨光子发射，为片上集成光学量子网络提供了可控光子源。
2023-02-22 cond-mat.mes-hall
Quantum networks with chiral light--matter interaction in waveguides
我们提出了一个可扩展的量子网络架构的基础上，一个简单的片上光子电路，执行损失容忍两个量子比特的测量。该电路由两个量子发射器定位在一个芯片上的马赫-曾德尔干涉仪组成的手性光-物质界面的波导的武器。高效的手性光-物质相互作用允许发射器在单个芯片内执行高保真的节点内两量子比特奇偶校验测量，并发射光子以产生节点间纠缠，而无需重新配置。我们表明，通过将多个这种电路连接到一个量子网络中，可以使用最先进的量子点系统中可实现的预示性的双量子位门并行性${\cal F} \sim 0.998$进行通用量子计算。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
On-Chip Cavity Optomechanical Coupling
片上腔光学机械学，其中光和机械运动的强共定位被设计，依赖于光进入和离开片上光学谐振器的有效耦合。在这里，我们详细介绍了我们的锥形和酒窝光纤，由加州理工学院的画家组，这是一个多功能和可靠的解决方案，有效的芯片上耦合的独特风格。首先，简要概述了锥形，单模光纤，其中单模截止直径突出。然后描述了用于产生凹窝锥形光纤的装置，然后全面介绍了在我们的系统中生产和安装凹窝锥形光纤的过程。定制的光学访问真空室中，我们的片上光机测量进行了讨论。最后，我们的光机器件的制造过程和方法，我们探索他们的光学和机械性能的解释。我们期望这份手稿能使初学者发展出先进的光学机械实验。
2014-01-21 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Self-powered Filterless On-chip Full-Stokes Polarimeter
School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学光学与电子信息学院）；Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学武汉国家光电研究中心）
本文提出一种基于单层MoS2/少层MoS2异质结的自供电无滤光片芯片全斯托克斯偏振计，利用内建电场增强的圆偏振光电效应和MoS2的各向异性，实现零偏压下无滤光片测量入射光四斯托克斯参数，波长范围650-690nm，具有高集成度和低能耗优势。
2021-05-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
On-Chip Quantum Dot Light Source for Quantum State Readout
利用半导体双量子点（DQD）微脉塞产生的微波辐射进行电荷态探测。通过驱动电流通过发射器DQD，用n_c ~ 6000个光子填充腔。这些光子用于感测位于腔的相对端处的目标DQD的电荷状态。靶DQD中的电荷动力学影响脉塞的输出功率和发射频率。三种不同的读出机制进行了比较。该检测方案不需要腔输入场，并可能用于提高半导体和超导量子比特读出技术的可扩展性。
2017-07-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Integrated on chip platform with quantum emitters in layered materials
集成量子光子电路是一个新兴的课题，需要量子光源的波导和光学谐振器的有效耦合。到目前为止，大量的努力已经投入到工程片上系统从三维晶体，如钻石或砷化镓。在这项研究中，我们展示了室温耦合的量子发射器嵌入在层状六方氮化硼的片上氮化铝波导。器件的光耦合效率达到1.2%，实现了单光子在波导中的传输。我们的研究结果作为一个基础的集成分层材料与芯片上的组件和集成量子光子电路的实现。
2019-07-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Gate-controlled suppression of light-driven proton transport through graphene electrodes
本文发现施加电压偏置可通过泡利阻塞抑制光驱动的石墨烯质子传输加速效应，揭示了石墨烯电子性质与质子传输的关联。
2023-10-12 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
