Entangled photon-pair generation in periodically-poled thin-film lithium niobate waveguides
我们报告的时间频率纠缠光子对和预示着单光子在电信波长的测量，产生使用一个双极化，锂的绝缘体（LNOI）波导泵浦光二极管激光器。我们在高对亮度下实现了高的符合与偶然比（CAR）、低的条件自关联函数值[ $g^{(2)}$（0）]和高的双光子能量-时间Franson干涉可见性，这证明了纠缠光子对和预示的单光子的高质量。
2019-10-08 quant-ph
High coupling efficiency grating couplers on lithium niobate on insulator
我们展示了单片定义的光栅耦合器在$Z$切割锂的绝缘体之间的光纤和单模波导的有效垂直耦合。光栅耦合器对TE和TM偏振光分别表现出$\sim 44.6\%$ /耦合器和$\sim 19.4\%$ /耦合器耦合效率。研究了无锥度光栅耦合器以实现更紧凑的设计。
2019-03-06 physics.optics quant-ph
Efficient quasi-phase-matched frequency conversion in a lithium niobate racetrack microresonator
我们证明了有效的二次谐波产生准相位匹配，高品质因数（$Q_0 \approx 5.3\times 10^5$）赛道微谐振器。观察到的归一化转换效率约为$3.8\%~mW^{-1}$。
2019-07-06 physics.optics quant-ph
Atomically-thin quantum dots integrated with lithium niobate photonic chips
锂的电光、声光和非线性特性使其成为集成量子光子电路的高度通用的材料平台。量子技术应用的先决条件是能够有效地集成单光子源，并引导产生的光子通过特设电路。在这里，我们报告的集成量子点在单层WSe 2到Ti扩散的锂的定向耦合器。我们研究了单个量子点与波导模式的耦合，它们的空间重叠，以及混合集成光子电路的整体效率。
2018-10-18 physics.app-ph quant-ph
Fast path and polarisation manipulation of telecom wavelength single photons in lithium niobate waveguide devices
我们展示了快速偏振和路径控制的光子在1550 nm的锂的光波导器件使用的电光效应。我们展示了单光子态工程、量子干涉、双纠缠光子的快速态制备和量子干涉的反馈控制。这些结果指出了一个单一的平台，这将使非线性单光子源和快速可重构电路的集成，为未来的光子量子信息科学和技术。
2011-07-18 quant-ph
Analysis of the generation of photon pairs in periodically poled lithium niobate
非线性晶体中的自发参量下转换（SPDC）过程使得产生纠缠光子态变得相当容易。一段时间以来，人们已经知道，可以通过在周期性极化晶体中采用准相位匹配来提高转换效率。利用两个单光子探测器，分析了飞秒激光泵浦下，周期性极化铌酸锂晶体中SPDC产生的光子对。在我们的设置中，几个参数可以变化，使我们能够获得与热和泊松光子对分布密切一致的数据。
2006-07-25 quant-ph
Widely non-degenerate nonlinear frequency conversion in cryogenic titanium in-diffused lithium niobate waveguides
该研究表征了低温下钛扩散铌酸锂波导中非简并自发参量下转换的特性变化，验证了光谱与理论模型的契合，同时发现热释电等效应带来的微小变化，为非线性光子集成平台提供了首个对比基准。
2025-09-02 quant-ph
Generation and manipulation of entangled photons in a domain-engineered lithium niobate waveguide
我们提出将电光调谐功能整合到周期性极化锂离子晶体（PPLN）中偏振纠缠光子对的产生过程中。由于PPLN的多功能性，可以同时实现自发参量下转换和电光偏振旋转效应。因此，通过调节施加的场，正交偏振和平行偏振光子对可以立即切换。研究了该源的特性，显示出可调的带宽和高纠缠度。此外，其他类型的可重构纠缠也可以通过适当的域设计来实现。我们相信畴工程是下一代功能集成量子线路的一个非常有前途的解决方案。
2013-07-15 quant-ph
Periodically poled thin-film lithium niobate ring Mach Zehnder coupling interferometer for efficient quantum frequency conversion
针对量子通信网络中量子存储器多工作在可见波段的需求，提出基于周期极化薄膜铌酸锂波导耦合环形马赫-曾德尔干涉仪的量子频率转换器，实现毫瓦泵浦下90%转换效率、低于0.1Hz噪声的单光子可见-电信波长转换。
2025-01-13 quant-ph
A Scheme for Deterministic N-photon State Generation Using Lithium Niobate on Insulator Device
大光子数量子态是量子信息实际应用中一个基本而又尚未解决的问题。在这里，我们提出了一个N-光子态产生方案，是可行的和可扩展的，使用锂的绝缘体上的电路。这种方案是基于一个共同的构建块称为光子数加倍单元（PDU）的集成，确定性的单光子参数下变频和上变频。PDU依赖于10^7-光学品质因数谐振器和mW级片上功率，这在当前的制造和实验限制内。以团簇和GHZ态为例，给出了不同量子任务下的N光子态产生方案。
2022-05-30 quant-ph
On the distribution of 1550-nm photon pairs efficiently generated using a periodically poled lithium niobate waveguide
我们报告的产生光子对在1550 nm波段适用于长距离光纤量子密钥分发。光子对是在具有高转换效率的周期性极化铌酸锂波导中产生的。使用脉冲频率为800 kHz、最大平均泵浦功率为50 μ W的脉冲半导体激光器，我们获得了600 s^-1的符合率。我们的测量结果与泊松光子对分布一致，正如预期的泵浦和探测到的光子的相干时间的比较。每个脉冲平均获得0.9个光子对。
2005-09-27 quant-ph
Integrated Photonic Quantum Computing: From Silicon to Lithium Niobate
Tongji University（同济大学）；Shanghai University（上海大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Bristol（布里斯托大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
本文综述了基于硅和铌酸锂的集成光子量子技术发展，探讨了硅基系统对铌酸锂技术扩展的启示，并展示了铌酸锂在电光调谐和非线性能量转换中的关键作用。
2026-02-02 physics.optics quant-ph
Cryogenic second harmonic generation in periodically-poled lithium niobate waveguides
未来的集成量子光学技术将结合非线性光学和需要低温工作温度的组件。尽管将$χ^{(2)}$ -非线性用于量子光学（例如用于量子态产生和频率转换）的集成平台的流行，但是它们在低温下的材料性质在很大程度上未被研究。在这里，我们展示了在温度低至4.4K的光纤耦合的锂酸盐波导中的第一二次谐波产生。我们观察到的相位匹配泵浦波长在电信波段内的可再现的移位，除了瞬态的不连续性，而温度循环。我们的研究结果建立了锂离子酸盐作为一个通用的非线性光子集成平台与低温量子技术兼容。
2020-05-15 physics.optics quant-ph
Generation of Tunable Entanglement from Thin-Film Lithium Niobate
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；Shenzhen University（深圳大学）
本文提出一种基于薄膜锂铌酸盐的极化纠缠光子对源，利用其三重旋转晶体对称性实现可调谐纠缠生成，无需额外光学元件，兼容现有制备技术。
2026-04-30 physics.optics quant-ph
Telecom quantum memory over one microsecond in nanophotonic lithium niobate
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Q-NEXT, Argonne Na（Q-NEXT，阿贡国家实验室）
该研究利用掺铒薄膜锂铌酸盐原子频梳实现了超过微秒的电信波段单光子脉冲存储，展示了高保真度的量子存储与低噪声特性，为片上量子存储器的发展提供了新平台。
2026-05-15 quant-ph
Integration of Quantum Emitters with Lithium Niobate Photonics
量子发射器与集成光子学的集成实现了量子模拟器、计算机和网络的光子实现所必需的复杂量子光子电路。薄膜三酸锂是量子光子学的理想材料衬底，因为它可以将光紧紧地限制在小波导中，并且具有很强的电光效应，可以在低功率和高速度下开关和调制单光子。然而，锂离子电池缺乏有效的单光子发射器，这对于可扩展的量子光子电路至关重要。我们展示了单光子发射器与锂离子酸盐光子芯片的确定性耦合。发射器由嵌入在InP纳米束中的InAs量子点组成，我们使用拾取和放置方法将其转移到具有纳米级精度的锂酸盐波导。绝热锥形将发射到纳米束中的单光子高效地传输到锂离子酸盐波导。我们验证单光子性质的发射使用光子相关测量与片上分束器进行。我们的研究结果表明，快速，可重构的量子光子电路的量子信息处理的重要一步。
2018-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics 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
Highly efficient photon-pair source using a Periodically Poled Lithium Niobate Waveguide
报道了一种基于周期极化铌酸锂基片集成波导的新型关联光子对源。利用657 nm的几微瓦泵浦激光，我们产生了1314 nm的简并光子对。每秒检测约1500个符合，我们可以推断出每个泵浦光子的转换率为10 - 6对，这比以前的体源高出四个数量级。这些结果是非常有希望的实现源的量子通信和量子计量学实验需要一个高的信噪比或工作与一个以上的光子对的时间。
2000-12-13 quant-ph
Integrated transition edge sensors on lithium niobate waveguides
我们证明了在1550 nm处的光耦合渐逝从钛扩散的锂钛酸盐波导超导过渡边缘传感器的原理检测。耦合效率强烈地依赖于偏振、倏逝场之间的重叠以及检测器结构。我们通过实验证明了这种耦合的偏振灵敏度以及集成探测器的光子数分辨率。过渡边缘传感器和锂离子波导的结合可以为各种新的量子光学实验开辟领域。
2018-12-20 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Scalable quantum interference in integrated lithium niobate nanophotonics
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
针对集成铌酸锂量子光子系统的可扩展性瓶颈，研究人员在纳米光子铌酸锂器件中设计三波混频，集成多个近乎完美的光谱可分宣告式单光子源，首次演示了该平台上的多源玻色子干涉，助力可扩展量子光子学平台开发。
2025-07-17 physics.optics quant-ph
Cryogenic Electro-Optic Polarisation Conversion in Titanium in-diffused Lithium Niobate Waveguides
量子光子学中的许多技术需要低温条件来操作。但是，开关、调制器和移相器等有源器件背后的底层平台必须与这些工作条件兼容。为了解决这个问题，我们展示了一个电光偏振转换器，在0.8K的1550 nm的光在钛扩散锂的钛酸盐波导。为此，我们利用锂的电光特性在正交偏振模式之间转换，光纤到光纤的传输> 43%。调制深度为23.6 ± 3.3dB，转换电压-长度积为28.8V cm。这使得低温光子学和有源元件能够在单个集成平台上组合。
2020-06-22 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Efficient generation of broadband photon pairs in shallow-etched lithium niobate nanowaveguide
本文设计并制备浅刻蚀PPLN纳米波导，实现高效宽带SPDC光子对产生，亮度达11.7 GHz/mW，带宽22 THz，验证了浅刻蚀在LNOI平台上制造高效器件的可行性。
2024-06-25 physics.optics quant-ph
Spectrally separable photon-pair generation in dispersion engineered thin-film lithium niobate
现有的非线性光学实现的纯，未经过滤的预示单光子源不提供密集集成的量子网络所需的可扩展性。此外，由于其材料分散性，锂离子二酸锂迄今为止不适合于这种用途。我们的工程师的色散和准相位匹配条件的波导中迅速崛起的薄膜锂离子平台产生光谱可分离的光子对在电信波段。这样的光子对可以用作量子网络中的光谱纯预示单光子源。我们估计一个预示状态的光谱纯度的${>}94\%$联合光谱强度测量的基础上。此外，联合光谱相敏测量的未预示的时间积分的二阶关联函数产生预示状态纯度$(86 \pm 5)\%$。
2022-05-27 physics.optics quant-ph
Towards 1% single photon nonlinearity with periodically-poled lithium niobate microring resonators
单光子非线性的缺乏一直是发展光频量子光子电路的主要障碍。在本文中，我们展示了一个双极化薄膜锂酸盐微谐振器（PPLNMR），达到5,000,000%/W的二次谐波转换效率-几乎20倍的提高超过国家的最先进的-通过访问其最大的$χ^{(2)}$张量分量$d_{33}$通过准相位匹配。相应的单光子耦合率$g/2π$估计为1.2 MHz，这是一个重要的里程碑，因为它接近社区中开发的最佳可用的锂离子酸盐微谐振器的耗散率$κ/2π$。使用定义为$g/κ$的品质因数，我们的器件达到接近1%的单光子非线性。我们表明，通过进一步缩放的设备，它是可能的，以改善单光子非线性的制度，光子阻塞效应可以体现。
2020-07-15 physics.optics quant-ph
Integrated superconducting nanowire single-photon detectors on titanium in-diffused lithium niobate waveguides
我们展示了非晶硅化钨超导纳米线单光子探测器在钛内扩散锂离子波导上的集成。我们展示了使用两个正交偏振方向的双向波导耦合的1550nm波长的渐逝耦合光子的原理验证检测。我们调查的内部检测效率，以及使用耦合独立的表征测量检测器的吸收。此外，我们描述的策略，以提高这些设备的产量和效率。
2021-04-26 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Microwave-to-optical conversion using lithium niobate thin-film acoustic resonators
我们展示了高达4.5 GHz频率的微波转换为1500 nm波长的光使用悬浮薄膜锂的光机械相互作用。我们的方法利用一个叉指换能器，驱动一个独立的100 $μ$米长的薄膜声谐振器调制光在马赫-曾德尔干涉仪或跑道腔。由于换能器提供的强微波-声耦合与强光弹、压电和电光效应相结合，我们分别实现了马赫-曾德尔干涉仪和跑道谐振器的$V_π$ = 4.6 V和$V_π$ = 0.77 V的半波电压。声光跑道腔具有1.1kHz的光机械单光子耦合强度。我们的集成纳米光子平台一致地利用锂的引人注目的特性来实现微波到光学的转换。为了突出我们的系统的多功能性，我们还展示了一个无损的微波光子链路，这是指通过光信道的0 dB微波功率传输。
2019-07-11 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Ultra-broadband quadrature squeezing with thin-film lithium niobate nanophotonics
压缩光是一种关键的量子资源，它使传感、网络和计算应用具有量子优势。利用集成平台可扩展地产生和操纵压缩光对于具有连续变量的量子技术的发展是高度期望的。在这封信中，我们展示了压缩光产生与薄膜锂的氢化物集成光子学。利用铁电畴工程的准相位匹配实现了参量下转换。在亚波长模式限制下，可以用单通结构观察到有效的非线性过程。我们测量到0.56 +-0.09dB正交压缩（片上推断为~ 3dB）。单通配置进一步使得能够产生具有高达7 THz的大光谱带宽的压缩光。这项工作是实现连续变量量子信息处理的重要一步
2021-07-15 physics.optics quant-ph
Programmable cavity-enhanced telecom quantum memory in thin-film lithium niobate
Nanjing University（南京大学）
本文提出一种基于薄膜铌酸锂的可编程腔增强量子存储器，实现了高效的电信频段存储与快速光谱控制，展示了高对比度原子频梳的制备及量子纠缠验证。
2026-07-16 physics.optics quant-ph
Optimized design of the lithium niobate for spectrally-pure-state generation at MIR wavelengths using metaheuristic algorithm
中红外波段的量子光源在量子传感、量子成像和量子通信等领域有着重要的应用。然而，在MIR波段仍然缺乏高质量的量子光源，例如光谱纯的单光子源。在这项工作中，我们提出了一个优化的极化锂晶体的光谱纯态的产生使用元启发式算法。特别是，我们采用粒子群优化算法优化的占空比的极化周期的锂酸盐晶体。在第三种群速度匹配条件下，光谱纯度可从0.820提高到0.998，波长可调范围为3.0 $μ$ ~ 4.0 $μ$ m（简并情况）和3.0 $μ$ ~ 3.7 $μ$ m（非简并情况）.我们的工作为发展中红外波段的量子光子技术铺平了道路。
2022-03-28 physics.optics quant-ph
An Integrated Bell-State Analyzer on a Thin Film Lithium Niobate Platform
囚禁离子由于其长的相干时间、产生纠缠光子的能力以及高保真的单量子比特和双量子比特门而成为量子计算和量子网络的优秀候选者。为了扩大囚禁离子量子计算的规模，我们需要一个可重构平台上的贝尔态分析器，它可以预示离子之间的高保真纠缠。在这项工作中，我们设计了一个光子贝尔态分析器上的可重构薄膜锂酸盐平台的偏振编码量子比特。我们优化了设备，以实现两个被困离子之间的高保真纠缠，并发现>99%的保真度。所提出的设备可以按比例放大捕获离子量子计算以及其他光学活性自旋量子比特，如钻石中的色心、量子点和稀土离子。
2021-05-03 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
