Low-noise on-chip frequency conversion by four-wave-mixing Bragg scattering in SiNx waveguides
实验研究了SiNx波导中非简并四波混频布拉格散射的低噪声可调谐波长转换。波导色散的有限元法模拟与分步傅立叶方法来预测设备的性能，并表明转换效率对相位匹配的强烈依赖性，这是由波导的几何形状控制。采用两个1550 nm波段的脉冲泵浦源，实现了980 nm信号在5 nm范围内的可调谐转换，峰值转换效率为\approx 5%.所演示的布拉格散射过程适用于光的量子态的频率转换。
2012-06-12 physics.optics quant-ph
High Resolution On-Chip Thin-Film Lithium Niobate Single-Photon Buffer
我们在实验上展示了一个室温下，电压控制的，短期的量子光子学存储器的锂离子电池芯片。我们的芯片能够分辨100 ps的时间步长，每次往返的损耗为0.74 dB。
2023-01-10 physics.app-ph quant-ph
Small slot waveguide rings for on-chip quantum optical circuits
单发射器和光之间的纳米光子界面有望实现新的量子光学技术。在这里，我们使用有限元模拟和解析量子理论相结合的研究各种量子发射器与槽波导环的相互作用。我们预测，对于半径小到1.44 $μ$ m（Q = 27，900）的环，可以实现近1的发射极-波导耦合效率和1300量级的发射增强。通过调整环的几何形状或引入损失，我们表明，现实的发射极环系统可以是弱耦合或强耦合，使我们可以观察到拉比振荡的衰变动力学，即使是微米大小的环。此外，我们证明了槽波导环可以用于定向耦合发射，再次与近单位效率。我们的研究结果铺平了道路，集成固态量子线路涉及各种发射器。
2016-10-11 physics.optics quant-ph
On-demand multimode optical storage in a laser-written on-chip waveguide
量子存储器是大规模量子网络的基本构建块。大带宽、高多模容量和集成结构的按需光存储在实际应用中至关重要。然而，这一点尚未得到证实。在这里，我们制作了一个片上波导中的$\mathrm {^{151}Eu^{3+}:Y_2SiO_5}$晶体的插入损耗为0.2 dB，并提出了一种新的泵浦方案，使自旋波原子频率梳（AFC）存储与11 MHz的带宽内的波导。在此基础上，我们展示了200个时间模式的存储使用AFC计划和条件按需存储的100个时间模式使用自旋波AFC计划。对于AFC和自旋波AFC存储，读出光场和参考光场之间的干涉可见度分别为$99.0\% \pm 0.6\%$和$97\% \pm 3\%$，这表明这种低损耗、多模和集成存储器件的相干性质。
2022-05-25 physics.optics quant-ph
Integration of diamond nanobeams with SnVs on Al2O3 waveguides for scalable quantum photonic chip application
Fujitsu Limited（富士通有限公司）；Research Center for Advanced Science and Technology, University of Tokyo（东京大学先进科学技术研究中心）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文通过双层制造工艺，将含SnV色心的金刚石纳米梁与Al2O3波导集成，实现了光学耦合，并观察到导出的SnV-发射，展示了可扩展的集成方法。
2026-06-18 physics.optics quant-ph
Intense optical parametric amplification in dispersion engineered nanophotonic lithium niobate waveguides
集成光子学中的强放大是计算、通信、传感和量子信息处理最期望的光学功能之一。半导体增益和立方非线性，如四波混频和受激拉曼和布里渊散射，已经成为芯片上研究最多的放大机制之一。或者，具有强二次非线性的材料平台在增益和带宽方面具有许多优势，其中纳米光子锂离子材料是最有前途的候选材料之一。在这里，我们将准相位匹配与色散工程相结合，在纳米光子晶体锂酸盐波导中实现了强烈的光参量放大。我们测量了一个宽带相敏片上放大大于45 dB/cm的2.5毫米长的波导。我们进一步确认高增益操作的退化和非退化制度，通过放大真空波动的宏观水平在6毫米长的波导，与片上增益超过100 dB/cm的600 nm的带宽约2 $μ$ m。我们的研究结果为片上少周期非线性光学、中红外光子学和量子光子学开启了新的可能性。
2022-03-15 physics.optics quant-ph
Broadband frequency conversion via adiabatically tapered $χ^{(2)}$ waveguide in photonic integrated circuits
我们提出在光子芯片上利用集成的氮化铝波导实现基于$χ^{(2)}$非线性效应的光频率转换。结果表明，在渐变波导中，频率转换具有更宽的带宽，并且在带宽内效率几乎不变，这对短脉冲是有利的。我们证明了分析和数值的“面积法”的频率转换，即带宽和效率的产品是保守的，只要峰值转换效率不饱和。绝热结构在泵浦功率或互作用长度方面表现出更高的饱和阈值，优于传统的均匀波导设计。利用我们的方法，可以在光子芯片上实现短脉冲的高效率和波前保持转换，这必将在可扩展的片上信息处理中找到应用。
2016-09-29 physics.optics quant-ph
Near-unity efficiency in ridge waveguide-based, on-chip single-photon sources
利用有限元法对量子点-腔脊波导单光子源进行了数值模拟，得到了一个接近1耦合效率的量子点-腔脊波导单光子源。我们的优化设计，这是基于一个一维纳米梁腔，实现了高的源效率$ε_{xy}$为97.7 $\%$的各向同性面内偶极子，连同一个显着的普赛尔因子为38.6。这种良好的性能主要归功于GaAs/SiO $_2$的高折射率对比度以及实现相长干涉和低散射损耗的仔细腔设计。此外，我们分析了所提出的平台的瓶颈，这是腔模式和布洛赫模式之间的模式失配的纳米梁。在此基础上，提出了一种任意高效率片上单光子源的优化方案，即采用锥形段，其高平滑度有利于逐渐克服模式失配，从而获得更高的Purcell因子和源效率。最后，我们看到了良好的鲁棒性的源属性在锥形纳米梁系统的孔变化的现实制造缺陷的考虑下。
2022-07-06 physics.optics quant-ph
On-chip deterministic operation of quantum dots in dual-mode waveguides for a plug-and-play single-photon source
相干单光子的确定性源是量子模拟器的量子信息处理的使能设备，最终是成熟的量子互联网。纳米光子结构中的量子点（QD）已被用作单光子的优良源，并且平面波导非常适合于扩展到多光子和发射器，探索接近统一的光子-发射器耦合和先进的有源片上功能。一个理想的单光子源需要抑制噪声和退相干，这在电接触异质结构中得到了显著的证明。实现产生相干单光子所需的QD的确定性共振激发仍然是一个挑战，因为来自激发激光器的残余光应该被抑制而不损害源效率和可扩展性。在这里，我们提出了一种新的平面纳米光子器件的设计和实现，使确定性的脉冲共振激发量子点通过波导。通过纳米结构工程，激发光和收集的光子在两个正交的波导模式中被引导，从而实现确定性操作。我们展示了一个相干单光子源，同时实现高纯度（$g^{(2)}(0)$ = 0.020 $\pm$ 0.005），高不稳定性（$V$ = 96 $\pm$ 2%），和$>$ 80%的耦合效率到波导。这种新颖的“即插即用”相干单光子源可以在无人驾驶的情况下运行数天，并将立即得到应用，例如，用于构造光子量子计算或传感的预示的多光子纠缠源。
2020-01-29 physics.optics quant-ph
Monolithic on-chip integration of semiconductor waveguides, beamsplitters and single-photon sources
在单个芯片上实现完全集成的Hadamard门是量子计算和通信界的主要目标之一。这种芯片的先决条件是将单光子源和检测器集成到波导结构中，例如光子晶体或平板和脊波导。在这里，我们提出了一个实现的单光子片上实验的基础上的III-V族半导体平台。单个半导体量子点被用作集成在脊波导中的脉冲单光子源，并且通过在分束器的两个输出端口之间执行片外光子互相关测量，在单光子水平上验证片上波导分束器操作。波导传播损耗（~ 0.0068 dB/um）的仔细表征证明了这种基于GaAs的波导结构在更复杂的光子集成电路中的适用性。本文的工作标志着实现包括按需单光子源的完全集成光子量子线路迈出了重要的一步。
2014-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Reconfigurable cluster state generation in specially poled nonlinear waveguide arrays
我们提出了一种新的方法来产生集群状态的芯片上，与状态编码的空间分量的光子波函数。我们表明，对于空间编码，测量基础的变化可以提高集群状态算法实现的实用性，并通过模拟Grover的搜索算法来证明这一点。我们的状态生成方案涉及到塑造自发参量下转换在片上波导使用专门定制的非线性极化模式产生的波函数。此外，通过驱动阵列中的不同波导，可以快速重构团簇态的形式。
2019-03-01 physics.optics quant-ph
Coherent Optical Memory Baesd on A Laser-written On-chip Waveguide
量子存储器是构建大规模量子网络的核心器件。对于可扩展和方便的实际应用，集成光存储器，特别是片上光存储器，是至关重要的要求，因为它们可以很容易地与其他片上器件集成。在这里，我们报告的相干光存储器的基础上的IV型波导上制作的表面上的稀土离子掺杂晶体（即$\mathrm{Eu^{3+}}$：$\mathrm{Y_2SiO_5}$）。表面波导内的$\mathrm{Eu^{3+}}$离子的光学跃迁（$\mathrm{{^7}F{_0}\rightarrow{^5}D{_0}}$）的性质与体晶体的光学跃迁的性质相比被很好地保持。在IV型波导中实现了自旋波原子频率梳存储。该装置的可靠性通过回收脉冲和参考脉冲之间的${97\pm 1\%}$的高干涉可见度得到证实。开发的片上光存储器为集成量子节点铺平了道路。
2020-12-04 quant-ph
Design of spontaneous parametric down-conversion in integrated hybrid SixNy-PPLN waveguides
高效率和高纯度的光子源是量子信息处理的迫切需要。设计了一种用于产生通信波段高纯度II类自发参量下转换（SPDC）光子的芯片级SixNy和薄膜混合极化LiNbO 3波导。在1560 nm处获得了225%W ^（-1）·cm^（-2）的二次谐波产生效率。联合光谱分析进行估计的SPDC光子的频率相关性，产生高达95.17%的本征纯度。在SPDC的带宽内，这些高纯度光子对的产生率估计为2.87 * 10^7对/s/mW。我们的芯片级混合波导设计具有大规模的芯片上量子信息处理和集成的光子有效的量子密钥分发通过高维时间能量编码的潜力。
2019-10-31 physics.optics quant-ph
Super-radiant emission from quantum dots in a nanophotonic waveguide
未来可扩展的光子量子信息处理依赖于将多个相互作用的量子发射器集成到单个芯片中的能力。量子点提供了理想的片上量子光源。然而，实现芯片上多个量子点之间的量子相互作用是一项具有挑战性的任务，由于其频率和位置的随机性，需要本地调谐技术和远程量子相互作用。在这里，我们展示了纳米光子波导上遥远的两个量子点之间的量子相互作用。我们通过将量子点集成到纳米光子波导的相同光学模式来实现光子介导的远程相互作用，并通过将片上热调谐器结合来克服光谱失配。我们观察到它们的量子相互作用的超辐射发射的形式，其中两个点集体发射速度比每个点单独。从集成的量子发射器产生超辐射发射可以使紧凑的芯片集成的光子结构表现出长程量子相互作用。因此，这些结果代表了朝着建立由半导体芯片上的多个相互作用的量子发射器组成的光子量子信息处理器迈出的重要一步。
2018-04-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Invisibility Cloak Printed on a Photonic Chip
通过适当地控制电磁场，可以实现隐身。这种非凡的能力已经在变换和射线光学中得到了证明。另外，通过将电磁场限制在三维阵列波导中，并在物体周围引入适当的集体曲率来创建空间斗篷也是现实的。我们通过飞秒激光直写在硼硅酸盐中实现了人工结构，在那里我们制作了多达5000个波导的原型，以隐藏毫米级体积。通过归一化互相关、层析成像和连续三维视角扫描等方法对隐身衣的性能进行了表征。结果表明，利用波导光学可以实现隐身。此外，在光子芯片上直接打印隐形斗篷可以实现经典和量子集成光子学中的可控研究和新应用，例如使其自身的芯片上电路的耦合或交换操作不可见。
2016-06-22 physics.optics quant-ph
Quantum photonics hybrid integration platform
集成光子量子计算的基础是用于路由和调制量子光发射的片上方法。我们展示了一个混合集成平台，由任意设计的波导电路和单光子源。将嵌入GaAs中的InAs量子点（QD）键合到SiON波导芯片，使得QD发射耦合到波导模式。波导是嵌入在SiO2包层中的SiON芯。一个可调谐的马赫曾德尔调制两个输出端口之间的发射，可以作为一个路径编码的量子位准备设备。通过片上Hanbury Brown和Twiss测量验证了发射的单光子性质。
2015-07-31 physics.optics quant-ph
On-chip excitation of single germanium-vacancies in nanodiamonds embedded in plasmonic waveguides
量子发射器在纳米级等离子体电路中的单片集成需要能够将光限制在远低于衍射极限的低损耗等离子体配置。我们展示了在芯片上远程激发纳米金刚石嵌入单量子发射器的等离子体模式的电介质脊顶部胶体银晶体。纳米金刚石被生产为包含单个锗空位（GeV）中心，提供适用于高度集成电路的明亮、光谱窄且稳定的单光子源。使用电子束光刻与氢硅倍半氧烷（HSQ）抗蚀剂，介电负载的表面等离子体激元波导（DLSPPWs）制造的单晶银板，以便包含那些被发现具有适当的单GeV中心的旋转铸造的纳米金刚石。低损耗等离子体配置使得532 nm泵浦激光能够在DLSPPW中在芯片上传播，并到达嵌入式纳米金刚石，其中包含单个GeV中心。远程GeV发射极由此被激发并耦合到空间受限的DLSPPW模式，由于约6倍的Purcell增强，约56%的耦合效率和约33 μm的传输长度，具有出色的品质因数180，揭示了我们的方法在芯片上实现纳米级功能量子器件的潜力。
2018-01-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
High visibility on-chip quantum interference of single surface plasmons
基于介质波导的量子光子集成电路在线性光量子计算中得到了广泛的应用。最近，表面等离子体已经被引入到这个应用中，因为它们可以限制和操纵超过衍射极限的光。在本研究中，利用介电负载的表面等离子体激元波导实现了两个单表面等离子体激元的片上量子干涉。高可见性（大于90%）证明了单等离子体激元的玻色子性质，并强调了实现线性光量子计算的基本量子逻辑门的可行性。还讨论了等离子体波导中的本征损耗对量子信息处理的影响。虽然这种效应的影响在当前的实验中可以忽略不计，但我们的研究表明，在某些情况下，这种损失可以显着降低量子干涉的可见性;因此，在设计QPIC器件时，必须仔细考虑量子相干性。
2014-02-05 physics.optics quant-ph
Biphoton engineering using modal spatial overlap on-chip
自发参量下转换产生的光子对是光量子信息处理中必不可少的，而双光子态的质量对光量子信息处理的性能至关重要。为了在芯片上设计双光子波函数（BWF），通常调整泵浦包络函数和相位匹配函数，而模场重叠被认为是感兴趣的频率范围内的常数。在这项工作中，通过利用耦合波导系统中的模式耦合，我们探索了模式场重叠作为一个新的自由度的双光子工程。我们提供了设计的例子，片上一代的偏振纠缠光子和预示着单光子，分别。这种方法可以应用于不同材料和结构的光波导，为光子量子态工程提供了新的可能性。
2022-10-29 physics.optics quant-ph
Using adiabatic coupling techniques in atom-chip waveguide structures
绝热技术是多能级电子系统中用于高保真度地在不同状态之间转移布居数的公知工具。最近人们意识到，这些想法也可以用于超冷原子系统，以实现原子质心态的相干操纵。在这里，我们提出了一个现实的设置，使用三个原子波导创建的原子芯片上的调查，并表明这样的系统在实验中观察绝热现象具有很大的潜力。
2010-01-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
An Optical Parametric Amplifier via $ χ^{(2)} $ in AlGaAs Waveguides
我们利用半导体布拉格反射波导（BRW）芯片中的$ χ^{(2)} $非线性参数增益。在双模简并II型相位匹配下，可以表明，在100微米的器件长度内，TE和TM模式的参量增益都大于18 dB。偏振不敏感的参数增益可以在光谱的1550 nm区域内获得。这些AlGaAs BRW波导表现出亚光子每脉冲的灵敏度。这与利用$ χ^{(3)} $的其它类型的参量增益器件形成鲜明对比，其中泵浦波长在信号波长附近。这种灵敏度达到了0.1~光子/脉冲，可以为使用紧凑的微米级器件的片上量子信息处理开创一个新时代。
2022-06-21 physics.optics quant-ph
Design, Fabrication, and Characterization of Ta2O5 Photonic Strip Waveguides
单量子发射器到集成光学器件的引导光学模式的有效耦合对于量子信息科学以及传感领域中的应用是非常重要的。在这里，我们提出了一种基于介质光单模波导（Ta 2 O 5在SiO2上）的片上实验平台的设计和制作。波导的设计是优化的宽带（600-800 nm）倏逝波耦合到一个单一的量子发射器（预期效率：高达36%）和有效的芯片外耦合到单模光纤使用倒锥。第一个测试样品表现出低于1.8 dB/mm的传播损耗和芯片外耦合效率超过57%。这些结果是有希望的固态量子发射器，如NV-和SiV-中心的纳米级波导的单一光学模式的有效耦合。
2017-10-09 physics.app-ph physics.optics quant-ph
On-demand quantum storage of photonic qubits in an on-chip waveguide
光子量子存储器是量子信息处理的核心技术。为了便于实际应用，人们致力于在固体中制作各种波导的集成量子存储器。然而，量子位的按需存储，这是QIP的基本要求，仍然是具有挑战性的实现使用这种集成的量子存储器。在这里，我们报告的按需存储的时间仓量子位的片上波导存储器的表面上的$^{151}$ Eu $^{3+}$：Y $_2$ SiO $_5$晶体，利用斯塔克调制原子频率梳协议。$99.3\%\pm0.2\%$的量子位存储保真度是在每脉冲0.5个光子的输入下获得的，远远超过了使用经典的测量和准备策略可实现的最高保真度。开发的具有按需检索能力的集成量子存储器代表了集成量子节点在量子网络中实际应用的重要一步。
2020-12-30 quant-ph
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
Laser-written vapor cells for chip-scale atomic sensing and spectroscopy
我们报道了利用飞秒激光加工制作碱金属蒸汽电池。这种激光写入蒸气室（LWVC）技术允许任意形状的3D内部体积，并具有与光子结构和光学元件集成的潜力。我们使用非蒸发吸气剂来分散铷和吸收缓冲气体。这使我们能够在没有真空设备的情况下生产具有低于大气压的缓冲气体压力的电池。我们演示了亚多普勒饱和吸收光谱和单光束光学磁强计与一个单一的LWVC。LWVC技术可以在小型化原子量子传感器和频率参考中找到应用。
2022-07-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Integrated on-chip quantum light sources on a van der Waals platform
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；NanoPhoton – Center for Nanophotonics, Technical University of Denmark（纳米光子学中心（NanoPhoton），丹麦技术大学）
该研究在范德瓦尔平台上实现了高效集成的单光子源，通过优化波导和耦合器设计，实现了高纯度单光子发射，为可扩展的光子量子信息处理提供了新途径。
2026-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
On-chip single-photon subtraction by individual silicon vacancy centers in a laser-written diamond waveguide
在单光子水平上修改光场是即将到来的量子技术的关键挑战，并且可以通过集成量子光子学以可扩展的方式实现。激光写入金刚石光子学提供了与光纤技术相匹配的三维制造能力和大模场直径，但限制了单发射器水平的协同性。为了实现大的cooperativities，我们结合激发单个浅注入硅空位中心通过大数值孔径光学检测辅助激光写入II型波导。我们证明了单发射器消光测量与协同系数为0.153和β因子为13%，产生15.3%作为一个单一的发射器的量子效率的下限。共振光子的传输揭示了从准相干场中减去单光子，导致超泊松光统计。我们的架构使单量子级光场工程在一个集成的设计，可以在三维制造，并与光纤阵列的自然连接。
2021-11-02 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Polarization entangled state measurement on a chip
克服体量子光学局限性的新兴策略包括利用集成波导技术可实现的鲁棒性和紧凑性。在这里，我们报告实现的定向耦合器，飞秒激光波导写入制造，作为一个集成的分束器能够支持偏振编码的量子比特。这种无掩模和单步技术允许实现能够支持具有任何偏振状态的高斯模式的传播的圆形横向波导轮廓。利用该装置，我们实现了偏振纠缠态和单重态投影的量子干涉。
2010-09-13 quant-ph
Integration of hBN quantum emitters in monolithically fabricated waveguides
面元氮化硼（hBN）在集成量子纳米光子学中的潜在应用越来越引起人们的兴趣。然而，为了将hBN建立为集成光子平台，必须建立几个基石，包括量子发射器与光子波导的集成和耦合。在模拟的支持下，我们研究了单片集成的方法，预计其耦合效率比传统的混合堆叠策略高4倍。然后，我们展示了这样的设备从hBN的制造和展示hBN单光子发射器与单片波导的成功集成。我们演示了从量子发射器到波导模式的单光子耦合和片上检测。我们的研究结果建立了一个整体集成hBN单光子发射器的一般框架，并将促进未来的芯片上集成量子光子学与hBN。
2021-07-28 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Quantum random number generation using an on-chip nanowire plasmonic waveguide
该研究将片上纳米线等离子体波导集成到基于光到达时间的量子随机数生成装置中，实现了速率提升、尺寸缩小一个数量级的效果，验证了纳米等离子体器件集成的可行性，为紧凑可扩展的量子随机数生成提供了新方向。
2024-04-16 quant-ph
Quantum Photonic Node for On-Chip State Transfer
集成量子光子学有望扩大系统规模，并形成具有分布式信息处理和模拟单元的片上量子网络。这种量子网络的一个突出需求是在远端节点之间具有高保真和高效的片上状态传输。虽然节点通过波导自然地连接，但满足这种需求是具有挑战性的，因为必须满足严格的条件，例如空间模式匹配配置和时间反转对称性。本文报道了一种由单量子发射器和级联微谐振器组成的用于片上状态传输的量子光子节点。通过接口节点与波导，我们表明，所有的发射从节点可以漏斗到波导和它的时间分布可以合成为时间反演对称。我们从理论上证明了在没有任何动态控制的情况下，在两个远端节点之间的片上量子态传输可以达到接近1的总成功率。此外，我们讨论了我们的方案与CMOS兼容的集成光子平台和固态量子光学技术的实验实现。
2019-08-10 quant-ph
Optical Nanofiber Testbeds for Benchmarking Membrane-Waveguide Photonic Integrated Circuit Platforms toward On-Chip Quantum Inertial Sensing
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；University of New Mexico（新墨西哥大学）；University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）
本文提出三种创新，通过光学纳米光纤测试平台验证了蒸发场原子引导，展示了低功率引导自由运动的铯原子，并验证了原子相干性，为芯片级量子惯性传感奠定了基础。
2026-04-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Efficient fiber-coupled single-photon source based on quantum dots in a photonic-crystal waveguide
许多光子量子信息处理应用将受益于高亮度、光纤耦合的触发单光子源。在这里，我们提出了一种光纤耦合光子晶体波导单光子源依赖于从锥形耦合器的光场的倏逝波耦合到光纤。一个两步的方法是采取其中的锥形耦合器的性能被记录在一个独立的设备包含一个片上反射器。反射测量确定芯片到光纤的耦合效率超过80%。然后，对一种具有锥形外耦合段的高效光子晶体波导进行了详细的表征。相应的总单光子源效率为10.9% $\pm$ 2.3%，其量化了在量子点中制备激子、将其作为光子在波导中耦合出来并随后将其转移到光纤的成功概率。所应用的外耦合方法是鲁棒的，随着时间的推移是稳定的，并且宽带超过几十纳米，这使得它成为一个非常有前途的途径，以提高基于平面芯片的单光子源的效率和可靠性。
2016-10-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
On-chip quantum interference between silicon photon-pair sources
大规模集成量子光子技术将需要相同光子源与可重构波导电路的片上集成。相对复杂的量子线路已经被证明，但很少有研究承认迫切需要将光子源和波导电路集成在芯片上。实现这种大规模量子技术的关键一步是在波导电路中集成两个单独的光子源，并展示它们之间的高可见度量子干涉。在这里，我们报告了一个绝缘体上的硅器件结合两个四波混频源，在干涉仪与可重构移相器。我们配置设备来创建和操纵双色（非简并）或同色（简并），路径纠缠或路径非纠缠光子对。我们观察到高达100.0+/-0.4%的可见度量子干涉片上，高达95+/-4%片外。我们的设备消除了对外部光子源的需求，为增加量子光子电路的复杂性提供了一条途径，并且是迈向完全集成量子技术的第一步。
2014-11-20 quant-ph
Picosecond Pulsed Squeezing in Thin-Film Lithium Niobate Strip-Loaded Waveguides at Telecommunication Wavelengths
在一个具有集成度和稳定性的平台上实现高水平的脉冲压缩是连续变量量子信息处理的关键要求。通常，高度压缩的状态是用窄带光学腔和块状晶体实现的，限制了可扩展性。利用集成光学器件中的单通参量下转换，我们演示了皮秒脉冲在薄膜掺锂条形加载波导中的正交压缩。对于小于0.3 W的片上峰值功率，我们测量到高达-0.33 $\pm$ 0.07 dB的压缩，推断片上值为-1.7 $\pm$ 0.4 dB。这项工作突出了带加载波导平台的宽带压缩应用和光子量子技术的发展的潜力。
2022-04-12 quant-ph
On-chip quantum tomography of mechanical nano-scale oscillators with guided Rydberg atoms
纳米机械振荡器以及微加工芯片表面上的里德伯原子波导有望成为未来量子技术的支柱。在一个混合平台与两者，我们表明，在波导中的里德伯原子的光束可以量子相干询问和操纵纳米机械元件，允许充分的量子态断层扫描。断层扫描的核心是使用里德伯原子作为探针的量子非破坏测量。通过在原子与振荡器相互作用时用外场驱动原子，也可以实现振荡器的量子相干位移。我们数值证明了这种完全集成的片上控制和读出套件的量子纳米力学的可行性，考虑到噪声和误差源。
2017-03-31 quant-ph
Prospects for giant optical nonlinearity on a chip
我们指出，个别的有机染料分子，靠近光波导沉积在光子芯片上，可以作为单光子源，也可以提供本地化的，巨大的光学非线性。这种新的原子-光子界面可以作为处理量子信息的资源。
2011-04-19 physics.atom-ph quant-ph
