Optical signatures of Mott-superfluid transition in nitrogen-vacancy centers coupled to photonic crystal cavities
研究了由氮空位中心耦合到光子晶体腔组成的量子多体系统中的可控定域-离域跃迁现象，通过调节驱动$Λ$型组态的两个非简并跃迁的光场的不同失谐量和相对振幅来实现.我们不仅利用平均场量子主方程描述了耗散对相边界的影响，而且利用平均腔内光子数、密度关联函数和发射光谱等实验观测量，给出了在不同量子相位下观察光子量子相变的可能性.这种自旋腔系统以一种可控的方式为凝聚态和多体物理的量子模拟开辟了新的前景。
2019-04-12 quant-ph
Photonic spectral density of coupled microwave cavities
研究了一对由光纤连接的非谐微波腔。光子谱密度表征了系统在Fock态或N00N态制备后耦合腔的演化。我们用递归投影法计算了光子谱密度，发现非谐性对光子谱特性没有实质性影响。在所有的情况下，光子谱密度具有高斯包络的大光子数。
2010-12-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Deterministic design of wavelength scale, ultra-high Q photonic crystal nanobeam cavities
光子晶体纳米束腔是光通信，光学力学，光流体学，腔QED等多功能平台的兴趣在以前的工作\cite{quan10}，我们提出了一种确定性的方法来实现可编程\emph{Q}腔。这一后续工作提供了系统的分析和确定性的设计配方的验证，并进一步扩展到空气模式腔的讨论。我们演示了$Q>10^9$的介电模和空气模腔的设计，以及高\emph{Q}（$>10^7$）和高谐振传输（$T>95%$）的腔。
2011-08-12 physics.optics quant-ph
Robust Spin Squeezing Preservation in Photonic Crystal Cavities
研究表明，对于N个嵌入光子晶体腔中的二能级原子系综，利用失谐量的改变可以保持强的自旋压缩。特别地，当原子频率在带隙内时，我们研究了各向同性和各向异性PCC情况下自旋压缩的不同动力学行为。在这两种情况下，它示出的自旋压缩的鲁棒性的保存是完全由束缚态的形成。有趣的是，我们发现，不同于各向同性的情况下，稳态自旋压缩变化平稳时，原子的频率从内部移动到外部带边，一个突然的转变发生的各向异性的情况下。目前的结果可能是直接重要的，例如，开放量子系统中的量子精密测量。
2016-06-27 quant-ph
Nanocrystals in silicon photonic crystal standing-wave cavities as spin-photon phase gates for quantum information processing
利用硅高Q光子晶体纳米腔，提出并研究了半导体光子晶体中静止电子自旋量子比特与飞行光子量子比特之间的相互作用.首先，我们首次引入、推导并证明了实现自旋光子双量子比特相位门的显式条件，并提出这些相互作用可以作为量子信息处理的广义量子接口。其次，我们研究了新颖的单自旋诱导反射作为我们的耦合纳米腔系统中的固有裸模和修饰模的直接证据。这种硅系统的良好物理集成为大规模量子信息处理提供了巨大的潜力。
2007-08-13 quant-ph
Preservation of quantum correlation between separated nitrogen-vacancy centers embedded in photonic crystal cavities
研究了光子晶体腔（PCC）中两个初始纠缠的氮空位中心（NVC）之间量子关联的非马尔可夫动力学。我们发现当NVC的跃迁频率在PCC的带隙内时，有限量子关联甚至渐近地保持，这与Born-Markovian近似下接近零的结果在数量上不同。此外，一旦NVC的跃迁频率远远超过PCC的带隙，在NVC中初始制备的量子关联将在长时间限制内完全转移到库中。我们的结果表明，结构库的非马尔可夫效应和发射场束缚态的存在之间的相互作用在这种量子关联保持中起着至关重要的作用。这一特性为设计主动抗退相干固态光学器件开辟了新的前景。
2013-02-16 quant-ph
Local tuning of photonic crystal cavities using chalcogenide glasses
我们展示了一种方法，局部改变平面光学器件的折射率，通过光暗化的薄硫系玻璃层沉积在设备的顶部。该方法被用来调谐的GaAs基光子晶体腔的共振高达3 nm，在940 nm，只有5%的腔品质因数恶化。该方法在光子器件的后期制作调谐中具有广泛的应用。
2007-11-09 physics.optics quant-ph
Nonequilibrium photonic transport and phase transition in an array of optical cavities
我们研究了边界驱动非线性光学腔阵列中的光子输运。我们发现，输出场突然下降时，链长增加超过一个阈值。在这个阈值之后，出现了高度混沌和不稳定的状态，这标志着超扩散光子输运的开始。我们展示了阈值与泵浦强度和非线性的比例关系。最后，我们解决的竞争的无序和非线性呈现扩散绝缘体相变。
2017-10-26 physics.optics quant-ph
Optimal photonic crystal cavities for coupling nanoemitters to photonic integrated circuits
用成熟的半导体技术制造的光子集成电路对于实现可扩展的量子技术具有很大的希望。量子发射器和纳米光子器件之间的有效接口是在硅芯片上实现这种实现的关键构件。这些接口可以实现为具有高品质因数和波长尺度模体积的纳米束光学腔，从而提供纳米级量子发射器和纳米光子电路之间的增强的耦合。实现这样的谐振结构对于可见光波长范围是特别具有挑战性的，其中许多当前考虑的量子发射器工作，并且如果期望与现代半导体纳米制造工艺兼容。在这里，我们表明，光子晶体纳米梁腔的可见光谱可以设计和制造直接在衬底上具有高的品质因数和小的模式体积。我们比较基于确定性和模式匹配方法的设计，并发现后者有利于基板上实现。我们的研究结果铺平了道路，将量子发射器与纳米光子电路应用于量子技术。
2019-09-05 physics.optics quant-ph
Quantum transport with coupled cavities on the Apollonian network
本文研究了腔体排列在阿波罗网络中的Jaynes-Cummings-Hubbard（JCH）模型中单光子和原子激发的动力学。有隙场的正常频谱的存在，以及强烈的本地化的本征态的AN突出了许多模型所提供的功能。通过数值对角化的JCH哈密顿在单激发子空间，我们评估的时间演化的完全本地化的初始状态，为许多能源制度。我们提供了一个详细的描述的AN上的光子量子行走，并解决如何有效的Jaynes-Cummings相互作用可以实现在强跳跃制度。当跃迁率和原子-光场耦合强度为同一数量级时，激发光在传播过程中可以在原子自由度和光子自由度之间漫游。然而，不同的腔将主要贡献于这些组件之一，这取决于失谐和初始条件，与强原子场耦合制度，其中原子和光子模式传播相同。
2013-01-26 quant-ph
Generation and manipulation of photon number wave packets in photonic cavities
本研究针对光学腔中量子发射器产生的光子数波包，通过快速改变驱动强度实现多波包共存独立演化，划分动力学子类并开发按需生成指定数量波包的鲁棒协议，提出可仅通过平均光子数测量开展实验验证。
2025-09-03 quant-ph
Transferring entangled states of photonic cat-state qubits in circuit QED
提出了一种将两个光子猫态量子比特（cqubit）的量子纠缠态从两个微波腔转移到另外两个微波腔的方法。这一方案是用四个微波谐振腔耦合到一个超导磁通量子阱来实现的。由于采用了四个不同频率的谐振腔，腔间串扰显著降低。由于仅使用一个耦合器qut，电路资源被最小化。纠缠转移只需一步操作，因此该方案非常简单。在态转移过程中，耦合器qutrit的第三能级没有被填充，因此从较高能级的退相干被大大抑制。数值模拟结果表明，利用电流电路QED技术实现两个cqubit纠缠态从两个传输线谐振器到另外两个传输线谐振器的高保真传输是可行的.该方案具有普适性，可以在广泛的物理系统中实现同样的任务，例如四个微波或光学腔，它们耦合到一个自然或人工三能级原子。
2020-03-31 quant-ph
Controlled coupling of photonic crystal cavities using photochromic tuning
提出了一种利用局域可逆光致变色调谐技术控制耦合腔光子晶体分子中共振耦合相互作用的方法。我们展示了通过选择性地调谐单个腔的共振条件来调谐两腔和三腔光子晶体分子的能力。利用这种技术，我们可以定量地确定耦合腔系统的重要参数，如光子隧穿率。该方法可以推广到具有更多腔数的光子晶体分子，为研究耦合谐振腔阵列中的强相互作用提供了一种通用的方法。
2013-02-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Entanglement swapping of atomic states through the photonic Faraday rotation
提出了一种利用光子法拉第旋转实现腔量子电动力学中原子态纠缠交换的方法。两个方案被认为是在其中我们使用三个和四个腔，分别加上一个额外的圆偏振光子。在与被困在腔内的原子相互作用后，系统演化为纠缠的原子-光子态。然后通过对整个原子-光子态的Bell态测量实现纠缠交换。
2010-05-07 quant-ph
Independent electrical tuning of separated quantum dots in coupled photonic crystal cavities
光子晶体腔与量子点耦合系统是一种很有前途的量子网络和量子模拟器体系结构。独立调整横向分离量子点频率的能力是这种方案的关键组成部分。在这里，我们展示了独立的横向分离的量子点在光子晶体腔耦合面内波导注入线的质子，用于电隔离二极管结构的不同部分的调谐。
2011-09-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photoluminescence from In0.5Ga0.5As/GaP quantum dots coupled to photonic crystal cavities
我们展示了室温可见波长的光致发光In0.5Ga0.5As量子点嵌入在GaP膜。量子点发射的时间分辨带上光致发光测量显示出双指数衰减，寿命约为200 ps。我们制造了光子晶体腔，其提供量子点发射的增强的外耦合，允许观察指示单个量子点发射的窄线。该材料体系与Si上的单片集成兼容，有望用于单量子点发射的高效探测以及发射可见光的光电子器件。
2012-01-05 physics.optics quant-ph
One- and two-dimensional photonic crystal micro-cavities in single crystal diamond
固态光子量子技术的发展对于光与物质相互作用和量子信息科学的基础研究具有重要意义。金刚石已被证明是一种有吸引力的材料，用于集成量子信息处理，这是由于其色心的非凡性质，例如能够实现明亮的单光子发射和自旋量子比特。为了控制发射的光子并互连远距离的量子比特，需要在金刚石材料中直接制造微腔。然而，到目前为止，在高质量金刚石中生产光子器件一直是一个挑战。在这里，我们提出了一种方法来制作一个和二维的光子晶体微腔的单晶金刚石，产生的品质因数高达700。使用后处理蚀刻技术，我们调整腔模式到与硅空位中心的合奏的零声子线共振，并测量强度增强2.8倍。与小模体积光子晶体腔的可控耦合为基于单晶金刚石的更大规模光子量子器件铺平了道路。
2011-09-21 physics.optics quant-ph
Simulating topological materials with photonic synthetic dimensions in cavities
光子在基础物理和实用技术中起着重要作用。它们已成为量子计算和量子模拟的重要信息载体之一。近年来，由光学谐振腔支持的各种光子自由度形成了光子合成维度，为模拟新型拓扑材料提供了全光学平台。光子的离散或连续自由度被映射到模拟拓扑物质的晶格或动量上，光模之间的耦合等价于准粒子之间的相互作用。成熟的光调制使模拟哈密顿量的灵活工程。同时，共振探测方法为获得相应的能带结构、粒子分布和动力学演化提供了直接的途径。在这篇综述中，我们给出了一个概述的综合尺寸在光学腔，包括频率，轨道角动量，时间复用晶格，和独立参数。在低维合成系统中，已经证明了丰富的高维拓扑模型。我们进一步讨论了光子合成维度在未来的潜在发展。
2022-11-19 physics.optics quant-ph
Design of flexible ultrahigh-Q microcavities in diamond-based photonic crystal slabs
通过改变金刚石的折射率，我们设计了具有极高柔性的超高Q值金刚石基双异质结构光子晶体平板腔。具有$Q ~ 10^7$的超高Q腔所需的折射率变化完全在可以实现的范围内（$Δn \sim 0.02$）。腔模具有相对小的体积$V<2 (λ/n)^3$，使其成为腔量子电动力学应用的理想选择。重要的是，对于现实的制造，我们的设计是灵活的，因为参数范围，腔长和折射率的变化，使超高Q值是相当广泛的。此外，由于折射率修改是后处理的，因此可以实现在缺陷中心周围产生空腔的有效技术，从而改善了缺陷容忍量子架构的前景。
2008-12-10 quant-ph
A systematic design approach for one-dimensional and crossed photonic nanobeam cavities for quantum dot integration
Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Center for Optoelectronics and Photonics Paderborn (CeOPP) and Department of Physics, Paderborn University（帕德博恩大学光子量子系统研究所、光电与光子学帕德博恩中心及物理系）
本文提出了一种系统化方法，用于设计一维及交叉光子纳米束腔，通过优化晶格周期性、空气孔几何和腔体长度，实现对光学束缚的精确控制并减少辐射损失，为量子点集成提供了高效优化路径。
2026-03-16 physics.optics quant-ph
Phase sensitive photonic flash
我们从理论上提出了一种基于线性耦合腔系统的光子闪光。通过外场驱动两个侧腔，形成循环能级图，驱动场之间的相位差由于量子干涉效应而成为稳态的控制器。在光学三聚体结构中，我们证明了在共振驱动的情况下可以实现理想的光子闪光。将理想光子闪光方案推广到多耦合腔系统，其中奇数腔和偶数腔交替亮暗。{Our该方案可用于量子氖的设计和实现可控光子局域化。
2017-10-20 quant-ph
Hyperentanglement purification and concentration assisted by diamond NV centers inside photonic crystal cavities
超纠缠因其在量子通信中的重要应用而引起了人们的广泛关注。然而，与现有的量子纠缠纯化方案相比，仅使用线性光学元件是不可能纯化两个自由度上存在误差的混合超纠缠态光子对的，这与现有的量子纠缠纯化方案存在很大的不同。在这里，我们研究的可能性纯化的空间偏振混合超纠缠Bell态的空间模式和偏振自由度的错误，诉诸于非线性光学的氮空位（NV）中心嵌入在一个光子晶体腔耦合到波导。我们提出了第一个超纠缠纯化方案，用于纯化一对在两个自由度上具有误差的混合超纠缠Bell态的双光子系统。此外，我们还提出了一个有效的超纠缠Bell纯态的超纠缠浓缩方案，该方案原则上具有最大的成功概率。这两个协议在长距离超纠缠量子通信中是有用的
2013-10-16 quant-ph
Modelling Defect Cavities Formed in Inverse Three-Dimensional Rod-Connected Diamond Photonic Crystals
三维光子晶体中的缺陷腔可以在介质材料允许的最小体积内捕获和存储光，从而增强非线性和腔QED效应。在这里，我们使用平面波展开和时域有限差分方法研究含有点缺陷腔的逆棒连接金刚石（RCD）晶体。通过优化晶体的尺寸，获得了较宽的光子带隙。然后可以通过在晶体中引入点缺陷来设计中带隙谐振。我们调查了各种单一的球形缺陷在不同位置的单位细胞集中在高折射率对比度（3.3：1）的反RCD结构，品质因数（Q因子）和模式体积的谐振腔模式计算。通过选择由位于四面体排列中心的单个球缺陷组成的对称排列，获得了< 0.06立方波长的模体积，这是高折射率腔的记录。
2017-01-18 physics.optics quant-ph
Coupling of Nitrogen-Vacancy Centers to Photonic Crystal Cavities in Monocrystalline Diamond
通过耦合到使用标准半导体制造技术在单晶金刚石中制造的光子晶体谐振器，氮-空位中心的零声子跃迁速率被增强约70倍。对光谱过滤的零声子线的光子相关测量显示出反聚束，即收集到的光致发光主要由单个氮空位中心发射的特征。利用高分辨光致发光和光致发光激发光谱表征了氮-空位耦合中心的线宽和光谱扩散。
2012-02-03 physics.optics quant-ph
Stimulated and spontaneous four-wave mixing in silicon-on-insulator coupled photonic wire nano-cavities
本文报道了在硅绝缘体平台上的耦合光子晶体纳米腔中的四波混频。三个光子线腔侧耦合，以获得三个模式的能量相等分离。该结构被设计为自过滤，我们表明，泵被拒绝了近两个数量级。我们研究了受激和自发的四波混频过程：由于小的模态体积，我们发现，信号和空闲光子产生的效率增加了一百倍相比，硅微环谐振器。
2013-07-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Coupling of erbium dopants to yttrium orthosilicate photonic crystal cavities for on-chip optical quantum memories
晶体中的铒掺杂剂表现出高度相干的光跃迁，非常适合于在电信波段操作的固态光量子存储器。在这里，我们展示了耦合的铒掺杂剂离子在硅酸钇的光子晶体腔直接制造的主机晶体使用聚焦离子束铣削。这种耦合导致光致发光寿命的减少和微米长器件中光学深度的增强，这将使片上量子存储器成为可能。
2015-12-23 physics.optics quant-ph
Rectangular Photonic Crystal Nanobeam Cavities in Bulk Diamond
我们演示了在金刚石块体中制备具有矩形截面的光子晶体纳米梁腔。在模拟中，这些腔具有超过100万的无载品质因数（Q）。测量的腔共振显示，在NV中心637 nm处的零声子线的1 nm范围内，光谱仪限制的品质因数大于14，000的基模。我们发现高腔产量在整个钻石芯片与确定性的谐振趋势，在整个制造的参数扫描。
2017-04-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.atom-ph
Coupling of PbS Quantum Dots to Photonic Crystal Cavities at Room Temperature
我们演示了室温下PbS量子点发射到光子晶体腔的耦合。空腔被限定在氧化的AlAs顶部的33%Al，AlGaAs膜中。将量子点溶解在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中并在腔体的顶部上旋转。量子点发射被示出映射出的结构共振，并可能被证明是可行的来源室温腔耦合单光子产生的量子信息处理应用。这些结果还表明，这种市售的量子点可用于无源结构表征。该沉积技术是通用的，并且允许具有不同点密度和发射波长的层被重新沉积在同一芯片上。
2005-05-14 physics.gen-ph physics.optics quant-ph
Design and Fabrication of Robust Hybrid Photonic Crystal Cavities
针对金刚石色心混合光子晶体腔因衬底折射率对比度降低导致损耗增加的问题，提出将制备误差敏感性纳入设计的鲁棒方法，并在955nm波长下实验实现了Q接近30,000的GaAs-on-diamond光子晶体腔。
2024-09-25 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Photonic Crystal Cavities in Cubic (3C) Polytype Silicon Carbide Films
我们提出了高品质因数和小模体积平面光子晶体腔的设计，制造和表征的立方（3C）薄膜（厚度~ 200 nm）的碳化硅（SiC）外延生长在硅衬底上。我们展示了整个电信频段的腔谐振，波长为1，250 - 1，600 nm。最后，我们讨论了在非线性光学，光学互连，和量子信息科学的可能应用。
2013-11-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Electrically driven quantum light emission in electromechanically-tuneable photonic crystal cavities
确定性耦合到光子晶体环境的单个量子点构成了下一代量子光子电路中产生和操纵单光子的不可或缺的基本单元。到目前为止，通过使用需要庞大的片外激光器的光泵浦策略以及缺乏控制纳米腔和发射器能量的方法，已经阻止了完全集成芯片上这些量子节点数量的缩放。在这里，我们同时克服了这些限制，通过演示电注入单激子线内的纳米机电可调光子晶体腔。当使电驱动的点线与光子晶体模式共振时，其发射速率增强。反聚束实验揭示了这些按需源在电信范围内发射的量子性质。这些结果代表了在实现集成量子光学实验中向前迈出的重要一步，该实验具有嵌入在可重构半导体架构中的多个电触发Purcell增强单光子源。
2017-10-08 physics.optics quant-ph
Role of multi-level states on quantum-dot emission in photonic-crystal cavities
嵌入光子晶体纳米结构中的半导体量子点一直是人们研究的热点。在这种情况下，量子点通常被认为是简单的两级发射器，即，忽略了内部精细结构的复杂性。我们发现，由于在光子晶体中发现的电场极化的复杂的空间变化，量子点的两个正交的精细结构状态一般都耦合到一个腔模显着，这意味着两个水平的描述是不够的。因此，发射动力学和光谱，这是经常记录在实验中，修改在弱耦合和强耦合制度。所提出的效果被发现是显着的系统参数的当前国家的最先进的光子晶体腔。
2016-02-16 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Size-dependence of Strong-Coupling Between Nanomagnets and Photonic Cavities
研究了耦合光子腔和纳米磁体的相干动力学随纳米磁体尺寸的变化规律。对于足够强的耦合，发现了包含高度纠缠的光子和自旋态的本征态，它们可以结合产生相干态。随着纳米磁体尺寸的增加，其与光子模式的耦合也单调增加，以及系统本征态中涉及的光子和自旋态的数量。对于小的纳米磁体，磁体的晶体各向异性强烈地使光子和自旋数的本征态局部化，从而淬灭相干态的可能性。对于足够大的纳米磁体，宏观自旋近似被打破，并且纳米磁体的不同畴可以分别耦合到光子模式。因此，最佳的纳米磁体的大小是刚刚低于宏观自旋近似失败的阈值。
2010-05-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photonic Crystal Cavities from Hexagonal Boron Nitride
可扩展的量子光子技术的发展需要在芯片上集成诸如具有非经典光源的光子晶体腔和波导的组件。最近，六方氮化硼（hBN）已成为一个有前途的平台，纳米光子学，双曲声子极化激元和光学稳定，超亮量子发射器的报告。然而，在可扩展的片上纳米光子电路、量子信息处理和腔量子电动力学（QED）实验中利用hBN需要用于制造单片光学谐振器的稳健技术。在这封信中，我们设计和工程高品质的光子晶体腔从hBN。我们采用两种方法的基础上的聚焦离子束方法和微创电子束诱导蚀刻（EBIE）技术，制造悬浮的二维（2D）和一维（1D）的腔质量（Q）因子超过2000。随后，我们通过直接写入、单步EBIE展示了单个腔的确定性、迭代调谐，而不会显着降低Q因子。由hBN制成的可调谐高Q腔的展示是基于范德华材料的纳米光子学的前所未有的进步。我们的研究结果和hBN处理方法为固态系统开辟了有前途的新途径，可应用于集成量子光子学，极化激元学和腔QED实验。
2018-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
High-Q, low index-contrast polymeric photonic crystal nanobeam cavities
我们提出了高\emph{Q}（\emph{Q} = 36，000）聚合物光子晶体纳米梁腔的设计，制造和表征由两种聚合物制成，具有超低折射率对比度（比率=1.15）和观察到的热光双稳态在百微瓦功率水平。由于扩展的倏逝场和小的模体积，聚合物纳米梁腔是用于超灵敏生化传感的理想平台。我们证明，这些传感器的品质因数（FOM=9190）两个数量级大于表面等离子体共振传感器，并优于商业Biacore $^{\mathrm{TM}}$传感器。在低折射率对比度聚合物中的高Q腔的展示可以使用广泛的功能和柔性聚合物材料开辟多方面的应用。
2011-08-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Triply Resonant Photonic Crystal Nanobeam Cavities for Unconditional Photon Blockade
Department of Physics, University of Washington（华盛顿大学物理系）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Washington（华盛顿大学电气与计算机工程系）；Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）；CUNY Graduate Center（纽约市立大学研究生中心）；Department of Physics, University of Massachusetts, Dartmouth（麻省大学达特茅斯分校物理系）；Center for Scientific Computing and Data Science Research, University of Massachusetts, Dartmouth（麻省大学达特茅斯分校科学计算与数据科学研究中心）
研究三重共振纳米束谐振腔在硅光子平台上实现无条件光子阻塞的可行性，通过高Q值和有效模式体积实现单光子非线性效应。
2026-03-20 physics.optics quant-ph
Optomechanical photon shuttling between photonic cavities
光力驱动的光子器件的机械运动提供了光场之间耦合的深刻手段。这些光学机械效应的当前焦点一直是腔光学机械系统，其中共定位的光学和机械模式强烈地相互作用，以使光子和声子之间的波混合和机械模式的反作用冷却。或者，扩展的机械模式也可以在传播的光场或多个本地化的光学模式的距离诱导强烈的非局部效应。在这里，我们展示了一种新型的多腔光机械器件：“光子跷跷板”，其中扭转光机械运动可以在两个光子晶体纳米腔之间穿梭光子。跷跷板两侧各有一个谐振腔，其谐振频率通过设备的旋转进行反对称调制。将光子泵浦到一个腔中激发光机械自振荡，其强烈地调制腔间耦合并且在每个振荡周期期间以良好调节的方式将光子穿梭到另一个空腔。
2014-09-03 physics.optics quant-ph
Deterministic and Robust Entanglement of Nitrogen Vacancy Centers using Low-Q Photonic Crystal Cavities
我们提出了一个实验，以产生确定性的纠缠之间的独立的氮空位（NV）中心介导的模式的光子晶体腔。利用数值模拟的适用性和鲁棒性的纠缠操作的参数制度，目前的技术实现的调查。我们发现，即使有中等的腔Q因子的$10^{4}$的$c>0.6$的并发可以实现在$t_{max}\approx150$ ~ns的时间，而Q因子的$10^{5}$承诺$c>0.8$。最重要的是，调查计划是相对不敏感的光谱扩散和所使用的NV中心的光学跃迁频率之间的差异。
2014-06-19 physics.optics quant-ph
Hybrid Integration of GaP Photonic Crystal Cavities with Silicon-Vacancy Centers in Diamond by Stamp-Transfer
本文提出利用印章转移技术将磷化镓光子晶体腔与金刚石中硅空位中心集成，避免了金刚石刻蚀，实现了高达8900的腔品质因子和单缺陷共振激发，为量子网络提供了强光子-缺陷相互作用平台。
2022-12-13 physics.optics quant-ph
Dispersion and light transport characteristics of large-scale photonic-crystal coupled nanocavity arrays
研究了由100多个超高Q值光子晶体腔组成的慢光耦合谐振腔光波导的色散和传输特性。我们表明，实验群延迟谱表现出良好的协议与数值计算的色散与三维平面波展开法。此外，传输特性的统计分析表明，在个别腔的制造波动是不太相关的比在本地化制度。这些行为被观察到的链高达400腔。
2014-09-08 physics.optics quant-ph
Dinosaur Photonic Crystal Cavity Interfaces for Color Center Coupling to Triangular Nanostructures
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Ferdinand-Braun-Institut gGmbH, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik（费迪南德·布劳恩研究所，莱布尼茨高频技术研究所）
本研究提出波纹状三角形Dinosaur光子晶体腔作为孔洞型光子晶体腔的替代方案，开发准无损耗锥形腔-波导界面实现Bloch模与波导模绝热转换，优化后可降低损耗并精确调控光与物质相互作用，适用于量子信息中色心与飞行光子量子比特耦合。
2025-10-30 physics.optics quant-ph
Room temperature spontaneous emission enhancement from quantum dots in photonic crystal slab cavities in the telecommunications C-band
我们报告的控制自发发射动力学从InAsP自组装量子点发射的电信C波段和弱耦合的模式的双异质结构腔蚀刻在一个悬浮的InP膜在室温下。腔模的品质因数为44 × 10 ^3，超低模体积为1.2 λ/n）^3，在300 K时自发发射率提高了2.8倍。
2009-03-25 physics.optics quant-ph
Inverse-Designed Photonic Crystal Cavities with Controllable Far-Field Numerical Aperture
University of Maryland（马里兰大学）
本文提出一种同时优化品质因子和远场数值孔径的光子晶体微腔逆向设计框架，在氮化硅L3微腔中实现耦合效率提升28倍、品质因子提升3.9倍，并验证了其对纳米制造缺陷的鲁棒性。
2026-10-05 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Design of Plasmon Cavities for Solid-State Cavity QED Applications
低模体积、高品质因数光子谐振腔的研究因其在光电子学和腔量子电动力学等领域的应用而受到广泛关注。我们提出了一种基于金属分布布拉格反射器限制的表面等离子体模式的腔。我们用时域有限差分模拟分析了这种结构，并获得了品质因数为1000（包括金属损耗）的模式，相对于光子晶体腔减少了模式体积，Purcell增强了数百，甚至能够实现腔QED强耦合。
2006-11-25 physics.optics quant-ph
Investigation of defect cavities formed in three-dimensional woodpile photonic crystals
利用平面波展开法和时域有限差分法对三维面心立方（FCC）木堆光子晶体（PC）腔中单个缺陷的光学特性进行了优化。通过优化3D木材堆PC的尺寸，可以创建宽光子带隙（PBG）。当晶体中引入点缺陷时，在带隙中具有共振的光学腔产生。研究了高折射率衬度（磷化镓-空气）木堆结构中的三种单缺陷，计算了谐振腔模式的Q因子和模式体积（$V_{eff}$）。我们表明，通过引入一个空气缓冲围绕一个单一的缺陷，可以获得更小的模式体积。我们证明了高Q值高达700000和空腔体积下降到$V_{eff}<0.2(λ/n)^3$。$Q$和$V_{eff}$的估计，然后被用来量化的自发发射的增强和实现强耦合的可能性与氮空位（NV）在金刚石色心。
2015-02-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Monolithically Integrated C-Band Quantum Emitters on Foundry Silicon Photonics
本文在可扩展硅光子代工平台上制造高品质因数纳米梁腔，并通过掺铒TiO2薄膜接口单个铒离子，实现约500倍Purcell增强，为可制造的C波段确定性单光子源提供路径。
2025-07-28 physics.optics quant-ph
Nanoimplantation and Purcell enhancement of single NV centers in photonic crystal cavities in diamond
我们提出了一个控制创建的单氮空位（NV）中心通过离子注入的光子晶体腔的中心，这是在超纯，单晶金刚石膜制造。NV中心的高分辨率放置是通过原子力显微镜（AFM）的穿刺尖端使用5keV的氮离子束的准直来实现的。我们证明了注入NV中心的宽带荧光耦合到腔模，并观察到Purcell增强的自发发射。结果与主方程模型的腔耦合是一致的。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dynamically controlling the emission of single excitons in photonic crystal cavities
半导体微腔中的单个激子代表了腔量子电动力学（c-QED）的固态和可扩展平台，可能在未来的量子网络中实现飞行（光子）和静态（激子）量子比特之间的接口。虽然已经证明了单光子发射和强耦合机制，但由于无法实时控制c-QED系统的相干演化，进一步的进展受到阻碍，因为需要产生和利用电荷光子纠缠。在这里，使用超快电调谐的激子能量在一个光子晶体（PhC）二极管，我们展示了一个单一的激子的耦合到一个PhC腔模式上的一个子ns的时间尺度上的动态控制，快于激子的自然寿命，为第一次。这为量子接口所需的单光子波形控制和固态c-QED系统的实时控制开辟了道路。
2014-11-03 physics.optics quant-ph
High-Q/V two-dimensional photonic crystals cavities in 3C-SiC
固态量子发射器是量子技术中最有希望产生单光子的候选者。然而，它们受到退相干效应的影响，这限制了它们的效率和不可逆性。例如，在大多数色心的零声子线（ZPL）中发射的辐射大约为百分之几（例如金刚石中的$NV^-$中心，SiC中的$V_{Si}V_{C}$），限制了单光子的发射速率以及效率。与此同时，以集成方式与光子进行可靠的接口仍然是金刚石和SiC技术的挑战。在这里，我们开发的光子晶体腔的Q值在7,100的顺序在3C SiC。我们讨论了这种高限制腔如何能够显着提高零PL中发射的光子的比例，并改善其特性。特别是，提高的效率和改进的不可逆性可以为固态量子技术开辟道路。
2018-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhanced photoisomerization with hybrid metallodielectric cavities based on mode interference
本研究提出利用混合金属-介电腔中光子与等离激元模式的干涉实现能量选择性珀塞尔效应，增强目标分子构型的电子弛豫，从而提高光异构化反应产率，并以3-氨基丙烯醛验证了该方法的有效性。
2024-12-13 physics.chem-ph quant-ph
Triangular nanobeam photonic cavities in single crystal diamond
钻石光子学为探索室温腔量子电动力学和实现可扩展的多量子位计算提供了一种有吸引力的体系结构。本文综述了金刚石光子技术的研究现状。设计、制造和表征了一种在单晶金刚石中产生的新型三角形截面纳米梁腔。基于三角形截面的本发明的腔设计允许垂直限制和比基于板的纳米腔更好的信号收集效率，并且消除了对预先存在的膜的需要。纳米梁是由聚焦离子束（FIB）图案化。该腔的特征是共焦光致发光。这些模式的品质因数为Q ~220，并且在波长上偏离NV色心零声子线（ZPL）仅~1.7nm。测量结果与三维时域有限差分法（FDTD）计算结果吻合较好。一个更先进的腔设计与Q= 22，000的建模，显示了高Q值的实现使用三角形腔设计的潜力。讨论了这一概念及其在自旋非破坏测量和量子计算中的应用前景。
2011-01-07 physics.optics quant-ph
Photonic Crystal Nanobeam Cavity Strongly Coupled to the Feeding Waveguide
提出并实验验证了一种确定性设计的波长尺度模体积光子晶体纳米梁腔。利用这种方法，设计了Q>10^6和谐振透射率T>90%的腔。在Si中制造并用低折射率聚合物覆盖的器件具有Q= 80，000和T= 73%。据我们所知，这是在确定性设计的波长尺度高Q腔中测得的最高透射率。
2010-02-07 physics.optics quant-ph
Scalable construction of hybrid quantum photonic cavities
The MITRE Corporation（MITRE公司）；Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院电子研究实验室）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学光学科学学院）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
本研究提出了一种可扩展的混合量子光子谐振腔构建方法，实现了高品质因子和可调谐的谐振腔，用于多路复用量子中继器设计。
2024-10-04 physics.optics quant-ph
Dissipation-induced antiferromagnetic-like frustration in coupled photonic resonators
提出了一个基于库工程的反铁磁自旋系统的光子量子模拟器。我们考虑一个方案，二次驱动耗散克尔腔间接耦合通过有耗辅助腔。我们发现，辅助腔可以产生一个有效的耗散和哈密顿反铁磁腔之间的耦合。通过求解三角形腔结构的主方程，我们证明了系统的非平衡稳态与反铁磁伊辛模型的基态具有完全的相似性，表现出重要的阻挫特征。我们发现，当有效的光子跳跃幅度为零，工程的非局域耗散单独是能够诱导反铁磁相互作用和挫折。这个简单的方案可以推广到任意的晶格几何形状，为在受控的量子光学平台上模拟反铁磁性和挫折提供了一个完全可控的配方。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
