Low-Loss Silicon Directional Coupler with Arbitrary Coupling Ratios for Broadband Wavelength Operation Based on Bent Waveguides
本文基于弯曲定向耦合器的严格耦合模式分析,提出支持任意耦合比的宽带超低损耗2×2硅分束器,并通过基准器件、300 mm晶圆映射及宽度容差测试验证其性能。
2024-04-09 physics.optics
Bent optical waveguide finite element analysis with a 3D envelope Maxwell model
The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Fundación Universitaria Konrad Lorenz(孔拉德·洛伦兹大学基金会);Air Force Research Laboratory(空军研究实验室)
本文提出了一种用于三维弯曲波导中光学场损耗精确提取的数值方法,采用非连续Petrov-Galerkin方法对包络Maxwell模型进行离散化,并引入独特方法构建完美匹配层以处理光场传播方向和切向方向的能量散射问题。
2026-08-12 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Mechanophotonics: Pseudo-plastic Organic Crystal as a Fermat Spiral Optical Waveguide
本文通过机械光子学塑形假塑性有机晶体,制备出可自传导绿色荧光、耐受两次180度急弯且低损耗的费马螺旋光波导,为全有机光子电路提供关键元件。
2024-02-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nano plasmon polariton modes of a wedge cross section metal waveguide
光学等离子体激元极化激元模式被限制在两个横向尺寸,以显着小于波长的开放式波导结构的尖锐的金属楔。分析揭示了两个独特的模式对应的本地化模式的楔形点和表面模式的传播突然弯曲的接口。这些预测伴随着独特的场分布和色散特性。
2008-04-15 physics.optics
Transverse momentum as the counter-diabatic generator in bent waveguide couplers
National Cheng Kung University(国立成功大学)
本文证明弯曲波导耦合器中横向动量是反绝热生成的必然来源,给出闭式轴斜率公式,并通过模拟验证其性能与幺正变换CD方案相当。
2026-10-19 physics.optics quant-ph
Purcell Enhancement of Spontaneous Emission of a Quantum Emitter on a Waveguide
本研究通过模拟与实验探究波导对附近量子发射器自发辐射的影响,验证了波导的Purcell增强效应及发射器寿命缩短现象,为基于波导的倏逝传感器和量子光子应用的效率估算提供了概念支撑。
2024-07-09 physics.optics
Observations of Spontaneous Raman Scattering in Silicon Slow-light Photonic Crystal Waveguides
报道了硅光子晶体波导中自发喇曼散射的观测结果。报道了在六角晶格光子晶体硅薄膜中的单线缺陷波导中,连续波测量斯托克斯辐射的波长和功率依赖性。通过利用类TM模的布拉格间隙边缘色散进行泵浦增强和类TE基模的斯托克斯增强,观察到斯托克斯辐射在慢群速度区域增加了5倍。结果表明,硅光子晶体慢光波导器件中存在明显的非线性增强效应。
2008-07-22 physics.optics
Strong Off-Resonant Enhancement of Spontaneous Emission in Metal-Dielectric-Metal Plasmon Waveguide Structures
本文从理论上研究了金属-介质-金属平板和缝隙波导结构中光学偶极发射极的自发发射过程。我们发现,这两种结构表现出强烈的非共振发射增强由于两个金属板之间的模式的严格限制。表面等离子体激元-极化激元激发的大幅增强使得偶极发射能够优先耦合到等离子体激元波导模式中。这些结构在创建纳米级局部光源或在集成光学电路中产生引导单等离子体中找到应用。
2008-08-11 physics.optics
Finite element modeling of spontaneous emission of a quantum emitter at nanoscale proximity to plasmonic waveguides
我们发展了一种自洽有限元方法来研究等离子体波导在纳米尺度附近的自发发射。在该模型中,假设只有一个导模是由量子发射体主导激发的。利用这样一个主导模式假设,等离子体激元波导的截面可以是任意的。我们应用我们的数值方法来计算一个量子发射器的耦合到一个圆柱形纳米线和一个矩形波导,并比较圆柱形纳米线以前的工作有效的准静态近似。耦合到等离子体激元模式的能量的分数可以被精确地计算,其可以用于确定量子发射器的单个光学等离子体激元产生效率。对于金纳米线,我们观察到的协议与准静态近似的半径低于20 nm,但对于更大的半径的总衰减率高达10倍大。对于矩形波导,我们估计自发发射因子β的最佳值高达80%。
2009-09-26 physics.optics
Single mode waveguide platform for spontaneous and surface-enhanced on-chip Raman spectroscopy
我们回顾了自发拉曼光谱和表面增强拉曼光谱(SERS)的分析物的倏逝波激发以及倏逝波收集拉曼信号使用互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容的单模波导的基础上的芯片上的方法。信号直接从分析物分子收集,或者通过集成在波导顶部的等离子体纳米天线收集。波导的几何形状和/或天线的几何形状的设计的灵活性使得能够优化收集效率。此外,传感器可以与附加功能(源,检测器,光谱仪)集成在同一芯片上。在本文中,介绍了基本的理论概念,以确定关键的设计参数和一些概念验证的实验结果进行了审查。
2016-09-15 physics.optics
Controlling collective spontaneous emission with plasmonic waveguides
我们展示了一个等离子体激元的路线来控制集体自发发射的二能级量子发射。超辐射和亚辐射效应的观察距离相当于等离子体纳米通道内的工作波长。这些等离子体激元波导可以在其截止频率下提供有效的ε近零操作,并且在较高频率下提供法布里-珀罗谐振。相关的等离子体共振模式被发现有效地提高建设性(超辐射)或破坏性(亚辐射)位于波导内的不同的量子发射器之间的干涉。通过增加位于伸长的等离子体激元通道中的发射器的数量,超辐射效应在ε近零操作下增强,导致集体自发发射率的强相干增加。此外,可以改变相邻发射器之间的间隔距离及其发射波长,以动态地控制等离子体系统的集体发射性质。量子超辐射模和量子次辐射模之间的动态变化在量子比特的量子纠缠、低阈值纳米激光器和高效传感器等方面有着广阔的应用前景。
2016-10-24 physics.optics
Surface plasmon enhancement of spontaneous emission in graphene waveguides
本工作分析了放置在石墨烯波导附近的单个发射极的自发发射,所述石墨烯波导由两个平行的石墨烯单层形成,具有绝缘体间隔层。在这种情况下,由结构支持的本征模,例如表面等离子体激元和波导模,为靠近波导放置的电偶极子提供衰减通道。我们计算了对称和反对称本征模的衰减率作为频率和发射器的方向的函数的贡献。结果表明,由于导模激发引起的自发发射的变化远小于对称和反对称表面等离子体激发引起的相应衰减,从而显著增强了自发发射.作为石墨烯波导中表面等离子体激元的高限制的结果,我们发现,在表面等离子体激元模式存在的整个频率范围内,具有垂直取向(相对于石墨烯片)的发射器的衰减速率是具有平行取向的相同发射器的相应衰减的两倍。从金属-介电结构(其中结构参数决定这种发射的范围和幅度)来看,我们的工作表明,通过动态地调整石墨烯的化学势,可以在很宽的范围内选择衰减速率增强的光谱区域。
2016-09-13 physics.optics
Dispersion relations and bending losses of cylindrical and spherical shells, slabs, and slot waveguides
我们推导出无限长圆柱形介质壳和同心圆柱壳的回音壁模式谐振和弯曲损耗的公式。这些公式也适用于球壳和弯曲波导的截面。推导是基于亥姆霍兹方程的WKB处理,原则上可以扩展到任何数量的同心壳。当两个壳彼此距离很近时,在分析中会出现一个独特的极限。在该极限下,两个壳充当缝隙波导。如果这两个壳是充分分开的,我们确定的结构共振之间的个别壳,这可能会导致一个显着的增强或抑制辐射损失。
2016-09-22 physics.optics
Correlated photon pair generation in low-loss double-stripe silicon nitride waveguides
我们演示了在符合与偶然比超过10的低损耗双条氮化硅波导中通过自发四波混频产生相关光子对。巧合与偶然的比率受到自发拉曼散射的限制,这可以通过未来的冷却来缓解。这表明,这种波导结构是一个潜在的平台,开发集成的量子光子芯片的量子信息处理。
2016-02-25 physics.optics
Plasmonic grating for circularly-polarized out-coupling of waveguide-enhanced spontaneous emission
本研究针对金属等离子体结构的焦耳损耗问题,实验验证了介质波导上的等离子体纳米颗粒阵列可实现圆偏振光的定向耦合,GaAs波导嵌入量子点的出耦合辐射圆偏振度达80%,为集成器件提供了高效耦合方案。
2022-02-28 physics.optics
Correlated Photon Pair Production by Spontaneous Parametric Down Conversion in Quasi-Phase-Matched AlGaAs superlattice Waveguides using a Continuous Wave Pump
本文报道了在准相位匹配的超晶格AlGaAs波导中产生相关光子对的实验结果,实验结果表明,在连续(CW)泵浦下,相干光子对的产生率(>100)比先前报道的脉冲泵浦下AlGaAs波导中的自发下转换(SPDC)方案提高了两个数量级以上。
2013-04-01 physics.optics quant-ph
Spontaneous decay rates in active waveguides
本文提出了一种测量一维波导中导频、辐射和总衰减率的新方法。理论上还表明,在实际的掺铒光纤放大器和掺铒波导放大器中,有效模面积半径小于1微米,可以实现总衰减率的大的修改。
2005-05-17 physics.optics quant-ph
Simultaneous Matching of Phase and Amplitude for Spontaneous Parametric Down-conversion in Semiconductor Waveguides
提出对半导体波导非线性系数进行非均匀调制,实现相位与振幅同时匹配,使光子对生成效率最高提升13个数量级,并探索了通信波段可调谐的紧凑高效孪生光子源。
2025-09-18 physics.optics quant-ph
Spontaneous emission interference in negative-refractive-index waveguides
分析了置于负折射率波导中的V型三能级原子的自发辐射。我们发现,在薄波导,高效的表面导模的支持,这不会发生在正折射率波导。此外,在低吸收下,与常规介电波导相比,模式密度以及因此进入特定常规导模的自发发射增强了几个数量级。发射到不同模式之间的不对称性和特定导模的增强允许在具有正交跃迁偶极矩的跃迁之间诱导强的自发发射干扰。
2009-02-17 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Localized vibrational modes in waveguide quantum optomechanics with spontaneously broken PT symmetry
我们从理论上研究了两个振动的量子发射体被困在一维波导附近并与传播的光子相互作用。我们证明,在政权的强光机相互作用的光致耦合的发射器振动可以导致形成的空间局域化的振动模式,表现出宇称-时间(PT)对称性破缺。这些局域振动可以解释为准经典能谱中的拓扑缺陷。
2021-06-29 physics.optics quant-ph
Breaking the Exponential: Decoherence-Driven Power-Law Spontaneous Emission in Waveguide Quantum Electrodynamics
Politecnico di Milano(米兰理工大学);IFISC (UIB-CSIC), Instituto de Fisica Interdisciplinar y Sistemas Complejos(跨学科物理与复杂系统研究所)
该研究揭示了在波导量子电动力学中,退相干驱动的幂律自发辐射机制,突破了传统指数衰减定律。
2026-01-09 physics.optics quant-ph
Spontaneous Parametric Down-Conversion and Quantum Walks in Arrays of Quadratic Nonlinear Waveguides
分析了泵浦光在二次非线性波导阵列中自发参量下转换同时产生光子对和量子行走的过程。我们证明了这个灵活的平台允许创建具有不同空间相关性的量子态。特别是,我们预测,输出光子的相关性可以从光子聚束完全经典控制的反聚束通过改变阵列的温度或泵浦光束的空间分布切换。
2011-08-31 physics.optics quant-ph
Enhanced spontaneous emission from quantum dots in short photonic crystal waveguides
研究了短光子晶体波导中的量子点发射。在色散曲线的慢光区,当发射能量与法布里-珀罗腔模共振时,量子点的光致发光强度和衰减速率都大大增强。实验结果与以前的理论预测一致,并进一步支持三维有限元模拟。我们的结果表明,慢群速度和法布里-佩罗腔共振的结合提供了一种有效地将光子从量子点引导到波导中的途径,用于集成量子光子应用。
2012-01-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Generation of heralded single photons beyond 1100 nm by spontaneous four-wave mixing in a side-stressed femtosecond laser-written waveguide
我们在飞秒激光直写玻璃波导中实现了单片可集成的先驱光子源。具有宽波长间隔的光子对的产生需要在正常色散区中伴随的大双折射。在这里,通过纳入侧应力轨道,我们生产的波导的双折射率为$1.64\times~10^{-4}$和980 nm附近的传输损耗低至0.21 dB/cm。我们测量了波长间隔为300 nm的光子对,其内部产生速率超过$5.05\times10^6$ /s。二阶关联表明,产生的光子对是在一个强非经典的制度。
2015-11-26 physics.optics 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
Scattering in $\cal PT$ and $\cal RT$ Symmetric Multimode Waveguides: Generalized Conservation Laws and Spontaneous Symmetry Breaking beyond One Dimension
我们推广了光在一维$\cal PT$对称系统中传播的广义守恒律,即,对于透射率$T$和反射率$R_{L,R}$从左和右的$|T-1|=\sqrt{R_LR_R}$,到具有$\cal PT$或$\cal RT$对称性的多模波导,其中需要更高维的研究。这些守恒律不仅存在于透射和反射矩阵的矩阵形式中,而且通过定义广义透射率和反射率,它们也存在于实值量的标量形式中。然后,我们讨论,第一次,如何多模$\cal PT$对称波导可以用来观察自发对称性破缺的散射矩阵,这通常需要调谐系统的非厄米性(即增益和损耗的强度)。这里,使用多模波导的优点是消除了对任何系统参数的调谐:横模阶数$m$起到对称性破缺参数的作用,并且通过在单个频率和固定的增益和损耗强度下在每个波导通道中简单地执行散射实验来观察对称性破缺。
2015-10-27 physics.optics quant-ph
Lattice topology and spontaneous parametric down-conversion in quadratic nonlinear waveguide arrays
我们分析了各种实验可行的一维二次非线性波导阵列中的自发参量下转换,重点是晶格的拓扑不变量和双光子相关性之间的关系。非平凡的拓扑结构导致阵列的布洛赫波的非平凡的“缠绕”,这为双光子的产生引入了额外的选择规则。这些选择规则是对使用泵浦光束的空间分布和相位匹配条件的现有控制的补充,并且独立于现有控制。在有限晶格中,非平凡拓扑产生单光子边缘模式,导致“混合”双光子边缘模式,其中一个光子位于边缘,另一个光子传播到体中。当单光子带隙足够大时,这些混合双光子模式驻留在体双光子布洛赫波谱的带隙中。数值模拟支持我们的分析结果。
2015-05-19 physics.optics quant-ph
Spontaneous parametric down-conversion induced by optomechanical gradient forces in nanophotonic waveguides
平行光子波导中导波的倏逝场引起光机械梯度力。当被设计为具有吸引力的性质时,它们随着波导之间的间隙减小而呈指数增加。此外,由于梯度力的振幅与输入激光功率呈线性关系,因此可以很好地控制梯度力的振幅。在这里,我们建议利用光机械梯度力的固有非线性性质,诱导两个双钳位纳米光子束的基模之间的可调谐3波耦合。对于具有另一光束的一半宽度的光束中的一个,基模之间的1:2内共振支持简并自发参量下转换(SPDC)。我们从理论上探讨了基本的退化参量振荡器模型的耗散相图的主要特点,表明临界点的SPDC发生在参数,以及达到国家的最先进的实验。
2021-02-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent single-photon absorption by single emitters coupled to 1D nanophotonic waveguides (Chen, et al.)
我们研究了耦合到一维波导的单发射体的单光子吸收动力学,该一维波导同时提供了自发发射衰减的通道和输入光子的通道。我们发展了一个含时理论,使我们能够指定任何输入的单光子波包波导引导作为初始条件,并计算发射器的激发概率,以及传输和反射场的时间演化。对于单光子波包的高斯光谱和时间的形状,我们得到的吸收动力学的解析解,最大原子激发$\thicksim 40%$。此外,我们提出了一个终止波导,以帮助单光子吸收。我们发现,对于一个发射器放置在一个最佳的距离从终端,由于入射单光子波包的最大原子激发可以超过70%。该高值是用于发射到波导中的高自发发射$β$因子的直接结果。最后,我们还探讨了波导色散是否可以通过脉冲整形来帮助单光子吸收。对于高斯输入波包,我们发现通过设计色散,吸收效率可以进一步提高4%。单发射极单光子吸收在量子通信和量子计算中具有潜在的应用价值。
2011-07-01 physics.optics
Coherent single-photon absorption by single emitters coupled to 1D nanophotonic waveguides
我们研究了耦合到一维波导的单发射体的单光子吸收动力学,该一维波导同时提供了自发发射衰减的通道和输入光子的通道。我们发展了一个含时理论,使我们能够指定任何输入的单光子波包波导引导作为初始条件,并计算发射器的激发概率,以及传输和反射场的时间演化。对于单光子波包的高斯光谱和时间的形状,我们得到的吸收动力学的解析解,最大原子激发$\thicksim 40%$。我们还提出了一种端接波导来帮助单光子吸收。我们发现,对于一个发射器放置在一个最佳的距离从终端,由于入射单光子波包的最大原子激发可以超过70%。该高值是用于发射到波导中的高自发发射$β$因子的直接结果。最后,我们还探讨了波导色散是否可以通过脉冲整形来帮助单光子吸收。对于高斯输入波包,我们发现通过设计色散,吸收效率可以进一步提高4%。单发射极单光子吸收在量子通信和量子计算中具有潜在的应用价值。
2011-07-01 physics.optics
Spectrally pure photon pair generation in asymmetric heterogeneously coupled waveguides
在这项工作中,我们开发了一种设计方法来产生光谱纯光子对的非对称异质耦合波导中的自发参量下转换。波导系统中的模式耦合用于直接定制超模的群速度,以实现否则材料色散不允许的群速度匹配(GVM)。基于薄膜锂酸盐波导的设计实例,展示了高光谱纯度和温度可调谐性。这种方法是一种通用的策略,适用于不同材料和结构的波导,允许在单光子源设计的多功能性。
2021-12-28 physics.optics
Curved GaAs cantilever waveguides for the vertical coupling to photonic integrated circuits
本文报道了基于弯曲砷化镓悬臂波导的光斑尺寸转换器,利用应力失配实现可控面外弯曲并锁定90°垂直取向,在200纳米带宽内实现宽带芯片到光纤耦合,兼容量子光子集成电路。
2023-11-10 physics.app-ph physics.optics
Quantifying the intrinsic amount of fabrication disorder in photonic-crystal waveguides from optical far-field intensity measurements
由于制造缺陷而导致的残余无序在纳米光子学中具有重要影响,其中其可通过增加辐射损失或通过安德森局域化自发地捕获光而使装置性能降级。我们提出并实验证明了一种方法,量化的内在量的无序状态的最先进的光子晶体波导的安德森本地化模式的远场测量。这是通过比较观察到的安德森局域化的光谱范围与数值模拟来实现的,并且该方法提供了低至~ 1 nm的灵敏度。
2012-10-26 physics.optics
Bragg-Grating Enhanced Narrow-Band Spontaneous Parametric Down Conversion
提出了一种新的窄化自发参量下转换(SPDC)纠缠光子线宽的方法。内部布拉格光栅被结合到非线性光学晶体波导上。从理论上研究了两种布喇格光栅结构下的SPDC光谱特性。我们表明,使用布拉格光栅与一个中间π相移,这是一个有前途的方式来产生窄线纠缠光子。
2009-12-21 physics.optics
Amplified Feedback and Spontaneous Emission Injection in Quantum Cascade Ring Laser Systems
本文利用Lang-Kobayashi框架研究环形量子级联激光器中反向传播模式的切换机制,发现端面反射产生的放大反馈与实验行为一致性超过93%,是驱动模式选择的主导因素。
2025-05-08 physics.optics
Controllable optical response and tunable sensing based on self interference in waveguide QED systems
本文研究了在两个分离端口处耦合弯曲波导谐振腔的自干涉效应。驻波和行波谐振器的情况下,这样的干扰效果是相似的,而在系统中的两个独立的谐振器通过波导间接耦合,耦合形式和相关的干扰效果取决于哪种谐振器被选择。由于自干涉效应,可以实现线宽和频移可调的可控光学响应以及光学暗态。此外,我们考虑了一个自干涉光子-磁振子混合模型,并显示了相位相关的类Fano线形,在频率传感中有潜在的应用。光子-磁振子杂化不仅可以提高灵敏度,提供可调的工作区域,而且可以实现磁场强度的光学读出。本文的研究结果对自干涉效应及其潜在的应用提供了更深入的认识。
2020-10-21 physics.optics quant-ph
Van der Waals waveguide quantum electrodynamics probed by infrared nano-photoluminescence
本研究构建WSe₂包裹MoTe₂单层的范德华波导结构,利用干涉式纳米光致发光技术观测自发辐射的空间振荡图案,结合波导QED模型量化Purcell增强速率,推动全vdW QED波导发展。
2025-06-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhancement of the spontaneous emission in subwavelength quasi-two-dimensional waveguides and resonators
本文考虑了二维发射体(如量子阱或二维半导体)在准二维波导或腔中的自发发射的量子电动力学问题。我们应用海森堡-朗之万方法,其中包括耗散和波动的电子系综和电磁场的腔在平等的基础上。我们引入的朗之万噪声算子不依赖于任何特定的耗散库模型,可以应用于任何耗散机制。此外,我们的方法是适用于非平衡电子系统,例如,在泵的存在下,超出了标准的波动耗散定理的适用性。我们推导出简单的,但实际上重要的几何形状:带状线和矩形腔的解析结果。我们的研究结果表明,一个显着的增强自发发射,通过一个100倍或更高的顺序,是可能的量子阱和其他二维发射器在亚波长腔。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Resonant Bloch-wave beatings
本文在具有横向折射率梯度的多模周期弯曲波导阵列中引入布洛赫波拍频。这种新现象表现在布洛赫振荡的振幅周期性急剧增加,布洛赫振荡伴随着由单个波导引导的模式的谐振转换。布洛赫波拍被认为是最明显的谐振模式转换的长度时,大大超过布洛赫振荡的纵向周期。拍频随波导弯曲幅度的减小而减小,而拍频幅度则受到来自Floquet-Bloch晶格谱第二允许带的Bloch振荡幅度的限制。
2014-05-28 nlin.PS physics.optics
Discrete Diffraction for Spectral Purification in Spontaneous Four Wave Mixing: a Recipe
波导阵列内的光的线性离散光的衍射允许对光的纵向空间分布的控制。我们提出了一种方法,使用这种控制,有效地调制自发四波混频系统中的非线性。这允许去除所生成的信号光子对与空闲光子对之间的伪频率相关。将我们的方法编织成波导设计的配方,对于简单的绝缘体上硅几何形状,我们展示了从P = 0.78到P = 0.97处的近饱和的光谱纯度改善。
2019-12-09 physics.optics quant-ph
Optomechanically-induced spontaneous symmetry breaking
本文研究了对称耦合到波导上的一对全同光机械腔中镜对称性的自发击穿动力学。大的光强度使得光学谐振器的光机械引起的非线性失谐成为可能,从而导致干草叉分叉。我们调查了这个政权的稳定性,并探讨诱导多稳定性的可能性。通过注入适当的触发脉冲,所提出的结构可以在两个不对称的稳定状态之间切换,从而作为一个低噪声的纳米光子全光开关或存储元件。
2017-02-15 physics.optics
Virtual Atom-Photon Bound States and Spontaneous Emission Control
本文研究了源于初始原子-光子纠缠的瞬态原子-光子束缚态,并提出了减缓原子自发衰变的方法,为量子技术中的自发辐射控制提供了新思路。
2025-04-30 physics.optics quant-ph
Chiral excitation and effective bandwidth enhancement in tilted coupled optical waveguide lattices
光从侧面耦合到波导晶格的光波导逃逸提供了一维腔阵列中受激二能级原子的自发发射过程的光子模拟。根据费米黄金法则,当原子共振频率落在晶格的阻带中时,衰变过程被阻止,而时间反演对称性确保自发发射的光子具有相等的概率在阵列的相反方向上传播。当量子发射体以恒定速度沿着晶格漂移时,这种情况会发生巨大变化。在波导光学模拟中,原子漂移是通过引入波导轴相对于晶格轴的轻微几何倾斜来模拟的。在这种设置中,阵列中的光激发是手性的,即光在晶格的优选方向上传播,并且即使波导远离紧束缚晶格带失谐也允许耦合。
2020-11-23 physics.optics quant-ph
Optical coprocessor based on spontaneous Brillouin scattering
Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);Institute for Theoretical and Applied Electrodynamics(理论与应用电动力学研究所);Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)(杜霍夫自动技术研究院)
基于布里渊散射的光学协处理器通过环形谐振器与波导耦合实现矩阵-向量乘法,利用热声子激发反斯托克斯模式进行并行计算。
2025-12-17 physics.optics quant-ph
Powering Monolithic and Hybrid Organic Optical Waveguides via Integrated Focused Micro-LEDs for Sustainable Photonic Circuits
本文提出利用UV LED激发柔性有机晶体波导,实现蓝、橙、黄荧光信号转换,展示聚焦LED在机械弯曲、能量转移和混合方向耦合器中的应用,为可见光通信提供可持续解决方案。
2024-02-29 physics.app-ph physics.optics
Generation of Polarization Entangled Photon Pairs in a Planar Waveguide
在本文中,我们分析了自发参量下转换在一个2D的倾斜条型周期性极化平面波导,并表明,这样的配置有效率高于散装晶体的情况下,易于收集的可能性一样,在信道波导的附加功能的波长可调谐性。所提出的设计应该在使用集成量子光学的量子处理中找到应用。
2017-01-03 physics.optics quant-ph
Degenerate Squeezing in Waveguides: A Unified Theoretical Approach
我们考虑脉冲泵浦自发参量下转换(SPDC)以及脉冲单和双泵浦自发四波混频过程中的波导在一个统一的哈密顿理论框架。在$k$空间中使用线性算子方程,我们的方法允许包含线性损耗、自相位调制和交叉相位调制以及任意阶的色散。我们描述状态演化的二阶矩,我们开发明确的表达式。我们使用我们的方法来计算联合频谱振幅的简并压缩使用SPDC解析在微扰极限,基准我们的理论对众所周知的结果在可忽略的群速度色散的限制,并研究最近提出的量子采样实验的适用性源。
2019-10-23 physics.optics quant-ph
Nonlinear behavior of vibrating molecules on suspended graphene waveguides
悬浮的石墨烯波导沉积在微米级周期性金属(等离子体)结构上。测试分子的拉曼散射(B.沉积在波导表面上的纳米粒子(例如纳米粒子)在旋转时表现出方位角周期:在这些微米尺度下,自发拉曼应该与相位匹配条件无关。此外,我们观察到的角度选择性的二次强度依赖性相反的典型的线性行为的自发拉曼。在非常适度的泵浦激光强度(在样品表面<10 MW/cm 2,通常用于拉曼实验)下观察到这种效应。我们把这些现象归因于振动分子和表面等离子体激元(SPP)模式在分子振动频率下的非线性耦合。据评估,极化激元模式传播通过相当长的距离(超过100微米)。
2012-06-18 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Nonlinear characterisation of a silicon integrated Bragg waveguide filter
在自发四波混频(FWM)光子源中,布拉格波导是一种很有前途的用于泵浦抑制的光学滤波器。在这项工作中,我们调查的过滤器本身不需要的光子对的产生。我们这样做,利用自发和经典的四波混频,这使得精确的非线性响应的设备的特性之间的关系。从经典的测量估计的对生成率与计算的理论值相比,通过一个完整的量子模型的过滤器,这也允许调查所产生的对的光谱特性。我们发现一个很好的理论和实验之间的协议,确认受激FWM是一个有价值的方法来消除集成滤波器的非线性响应,并在布拉格波导中产生的对是不是一个严重的问题,一个完全集成的非经典源的操作。
2018-02-15 physics.optics quant-ph
Non-Markovian exceptional points in waveguide quantum electrodynamics
Politecnico di Milano(米兰理工大学);IFISC (UIB-CSIC), Instituto de Fisica Interdisciplinar y Sistemas Complejos(跨学科物理与复杂系统研究所)
研究非马尔可夫动态中异常点的出现,揭示其在波导量子电动力学系统中的实验可行性。
2026-04-07 physics.optics quant-ph
The dynamics of amplified spontaneous emission in CdSe/ZnSe quantum dots
我们利用可变条纹技术和泵浦-探测光谱研究了CdSe量子点结构的增益和放大自发发射的动力学。我们已经发现模式增益系数为75和32 1/cm的非对称和对称波导结构,分别。放大自发发射衰减时间分别为150和300 ps和载流子捕获时间分别为15和40 ps的结构与高和低的材料增益。捕获时间的差异与以下事实有关:对于对称波导,载流子从最上面的ZnMgSSe包覆层扩散到有源区中,从而产生用于该样品的泵浦-探测信号的较长上升时间。
2014-01-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Polarization-entangled photon pair sources based on spontaneous four wave mixing assisted by polarization mode dispersion
基于光子的量子比特和集成光子电路已经实现了量子信息处理(QIP)的演示,这有望改变我们计算和通信的方式。为此,偏振纠缠光子对态的源是一种重要的使能技术,特别是对于基于偏振的协议。然而,这样的状态很难在集成光子电路中制备。可缩放半导体源通常依赖于非线性光学效应,其中偏振模色散(PMD)使纠缠降级。在这里,我们直接在AlGaAs波导中产生偏振纠缠态,PMD的帮助下,没有任何补偿步骤。我们进行量子态层析成像和报告的原始并发高达0.91 $\pm$ 0.01中观察到的1100 nm宽的波导。该方案允许直接贝尔态生成与观察到的最大保真度为0.90 $\pm$ 0.01从800 nm宽的波导。我们的演示为在大规模量子光子电路中实现偏振编码协议的源铺平了道路。
2017-03-07 physics.optics quant-ph
A chiral route to spontaneous entanglement generation
研究了两个量子比特与波导的手征耦合过程中自发纠缠的产生。最大可实现的并发证明增加了一个因素的$4/e \sim 1.5$相比,非手性耦合的情况。所提出的纠缠方案被证明是强大的对量子比特的属性,如失谐和分离,这是在非手征的情况下至关重要的变化。这一结果放宽了非手性情况的限制性要求,为现实的实施铺平了道路。我们的研究结果表明手征波导的量子纠缠协议的潜力。
2015-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Towards ultracompact photonic chips using higher-order modes in closely spaced waveguides
本文利用紧密排列波导中的高阶模式显著降低串扰,从而大幅缩小光子芯片尺寸,并设计了基于高阶模式的定向耦合器、3-dB分路器及马赫-曾德尔干涉仪等超紧凑组件。
2025-08-07 physics.app-ph physics.optics