Robust creation of atomic W state in a cavity by adiabatic passage
我们提出了两个稳健的方案来产生可控（确定性）原子W态的三个三能级原子与光腔和激光束的相互作用。通过采用绝热通道技术和适当设计的原子-场耦合，有效地抑制了原子自发发射和腔衰减引起的损耗。在这些方案中，三个原子穿过腔模和激光束，并在腔外的自由空间中纠缠。
2009-05-22 quant-ph
Quantum Fourier transform on photonic qubits using cavity QED
本文提出了一种光子的量子傅里叶变换，其中单原子耦合腔系统介导了光子-光子相互作用。我们的协议利用时间延迟反馈的光子，不需要主动前馈控制。时间延迟反馈使单原子腔系统能够在任意数量的光子量子比特上实时实现量子傅里叶变换，而原子跃迁的快速调谐实现任意的受控相位门。我们分析了该协议的性能数值，并表明它可以实现量子傅里叶变换与几十个光子使用国家的最先进的腔量子电动力学。
2022-07-14 quant-ph
Resonant photon creation in a three dimensional oscillating cavity
我们分析了在一个具有振荡壁的三维矩形空腔中光子的产生问题。对于某些特定的振荡频率值，系统是共振的。我们使用多尺度分析求解场方程，并表明腔内的光子总数随时间呈指数增长。对于轻微偏离谐振的情况也是如此。虽然腔的光谱一般是非等距的，我们表明，电磁场的模式可以耦合，光子产生的速率强烈依赖于这种耦合。我们还分析了光子产生的热增强。
2001-04-12 quant-ph
Atomic Quantum Memory for Photonic Qubits via Scattering in Cavity QED
研究了一种在腔QED中存储光子量子比特的原子量子存储方案。这是基于最近的观察，即在强耦合腔机制中，单光子脉冲与腔中的λ型原子之间的量子态交换在某些特定情况下是通过散射理想地实现的[T. W. Chen C.，马缨丹属K.法律，和PT。Leung，Phys.Rev.A69，063810（2004）]。我们推导出一个简单的公式来计算这种原子-光子交换对量子存储器的保真度。我们进一步提出了一种可行的方法，即使在原子-光子耦合不太强的情况下，也可以有条件地实现保真度几乎为1的量子存储操作。这种方法也可以应用于在空间分离的原子量子存储器中存储光子纠缠。
2005-06-26 quant-ph
Numerical investigation of photon creation in a three-dimensional resonantly vibrating cavity: TE-modes
本文用数值方法研究了具有共振壁的三维理想导体腔中TE模光子的产生。我们证明了矩形腔中TE模光子的产生与大量标量粒子的产生有关。运动方程的数值求解，允许考虑到模间耦合。我们将数值结果与解析预测进行了比较，并详细讨论了模间耦合的影响。数值模拟表明，光子创建在一个三维共振腔可以最大限度地通过安排腔的大小，使某些条件下实现。特别地，在最低频率模式$(1,1,1)$中TE模式光子的产生在非立方腔中是最有效的，其中非动力学维度的尺寸大约是动力学维度的尺寸的11倍。我们详细讨论了这种效应及其与模间耦合的关系。
2006-03-10 quant-ph
Shortcuts to adiabatic passage for population transfer and maximum entanglement creation between two atoms in a cavity
基于腔量子电子动力学（CQED）系统，利用Berry提出的“无跃迁量子驱动”方法，构造了两个$Λ$型原子间的布居转移和最大纠缠产生的捷径.通过引入辅助激发能级、经典驱动场和腔场模，设计了一个有效的哈密顿量来补充或替代原参考哈密顿量，并在任意短的时间内引导系统沿其瞬时本征态演化，从而加快了粒子数转移的速率，并使腔中两原子间产生最大纠缠.数值模拟表明，我们的捷径的性能是强大的原子自发发射和腔光子泄漏造成的退相干。
2014-01-10 quant-ph
Breakdown of Bose-Einstein distribution in photonic crystals
在过去的二十年里，光子晶体中的纳米光子学研究取得了长足的进展。以前的光子动力学理论研究是在零温度下进行的。本文研究了有限温度下光子晶体中的微纳腔光子学。由于光子带隙诱导的非马尔可夫动力学，我们发现光子晶体中的腔光子不服从标准的玻色-爱因斯坦统计分布。在光子带隙内和带边附近，腔光子将非平凡的量子耗散与热涨落相结合，形成能够记忆初始腔态信息的光子态。结果，玻色-爱因斯坦分布在这些区域中被完全破坏，即使热能大于光子带隙。
2013-11-21 quant-ph
An unconventional geometric phase gate with two nonresonant quantum dots trapped in a photonic crystal cavity
提出了一种利用光子晶体腔中的两个非共振量子点通过非常规几何相位实现双量子比特控制相位门的方案。在该系统中，量子点同时与大失谐腔模和强驱动经典光场相互作用。在门操作期间，量子点不经历跃迁，而腔模式沿着相空间中的闭合路径移位。以这种方式，系统可以获得以量子点的状态为条件的几何相位。在实现单量子比特操作之后，可以构造双量子比特控制的相位门。
2011-06-23 quant-ph
Intra-atomic frequency comb based photonic quantum memory using single-atom-cavity setup
光子的按需和有效存储是量子信息处理和长距离量子通信的基本要素。大多数量子存储器协议需要体系统来存储光子。然而，随着用于量子信息处理的集成光子芯片平台的出现，片上量子存储器受到高度追捧。在本文中，我们提出了一个仅使用单原子腔结构的多模光子量子存储器协议。我们证明了一个含有频率梳的单原子耦合到一个光腔中可以有效地存储光子。此外，该方案还可以用于存储光的偏振状态。作为例子，我们表明，铷和铯原子耦合到纳米光子波导腔可以作为有前途的候选人，以实现我们的计划。这为在集成光子芯片中使用鲁棒且高效的片上量子存储器提供了可能性。
2022-07-21 quant-ph
Dynamical Casimir effect in dissipative optomechanical cavity interacting with photonic crystal
我们从理论上研究了动态Casimir效应（DCE），即，在与光子晶体相互作用的光机械腔中，实现了量子真空的参量放大，这被认为是研究微耗散效应对双光子晶体的影响的理想系统。从包含光子带系统和光机械腔的总哈密顿量出发，应用Floquet方法和Brillouin-Wigner-Feshbach投影方法，导出了一个有效的Floquet-Liouvillian.微观耗散效应是严格考虑的能量依赖的自能。得到的有效Floquet-Liouvillian表现出两种竞争的不稳定性，即，参数和共振不稳定性，这决定了固定模式作为一个结果，它们之间的平衡，在耗散的DCE。通过求解Floquet-Liouvillian复特征值问题，确定了特征值虚部为零的定态模。我们发现一个新的非本地多模DCE表示的多模Bogoliubov变换的腔模和光子带。我们发现，当腔系统嵌入具有带隙的窄带光子晶体中时，我们可以大大降低泵浦频率，这对于观察DCE具有实际的优势。
2019-12-25 quant-ph
Quantum gate for Q switching in monolithic photonic bandgap cavities containing two-level atoms
光子带隙腔是研究强耦合条件下光与物质相互作用的主要固态系统。然而，由于腔由周期性电介质图案的几何形状限定，单片结构中的腔控制可能是有问题的。因此，要么状态相干性受到读出通道的限制，要么在高Q腔中，它几乎与外部世界解耦，使得状态的测量极具挑战性。我们在这里提出了一种方法，用于改善这些困难，通过使用耦合腔的安排，其中一个腔作为一个开关的其他腔，通过控制原子跃迁调谐。
2005-11-11 quant-ph
Decoherence-free creation of atom-atom entanglement in cavity via fractional adiabatic passage
提出了一种鲁棒且对退相干不敏感的方案，利用该方案实现了两个三能级原子与光腔和激光相互作用系统的可控纠缠态的产生。通过采用分数绝热通过和适当设计的原子-场耦合，有效地抑制了由于原子自发跃迁和腔衰减引起的损耗。在这个方案中，两个原子以相反的方向穿过腔模和激光束，而不是其他纠缠方案，其中原子需要在腔内具有固定的位置。我们还证明了一个运动原子的相干性可以转移到另一个原子上，而不需要填充腔模。
2005-01-26 quant-ph
Resonant cavity photon creation via the dynamical Casimir effect
受最近提出的动态Casimir效应的实验验证的建议，宏观电磁场包含一个与时间相关的介电常数的薄板的完美的空腔内的量子化的双势。对于共振的情况下，由于动态卡西米尔效应的真空中产生的光子的数量计算两个偏振（TE和TM）。PACS：42.50.Lc，03.70.+ k，42.50.Dv，42.60.Da。
2004-04-27 quant-ph
Creation of pure multi-mode entangled states in a ring cavity
讨论了在高Q环形腔中制备原子系综多模压缩（纠缠）态的实用方案。假设腔由两个相互反向传播的简并模组成，这两个模可以同时与原子系综耦合，并且具有相同的耦合强度。系综由超冷原子组成，它们被建模为由两个激光场驱动的四能级系统，两者都与腔方向之一共同传播。我们说明了一个程序，从真空中构造多模压缩态的一个幺正变换与集体动力学的原子系综受到适当调整的振幅和相位的驱动激光。激光脉冲与腔耗散一起在期望的稳态压缩态中准备集体模式。
2010-02-01 quant-ph
Creation of Entangled Photonic States Using Linear Optics
仅使用线性光学元件，双轨光子纠缠态的产生具有固有的概率性。已知的纠缠产生方案具有低的成功概率，需要大规模复用来实现量子信息处理协议的近确定性操作。本文介绍了多种高概率光子纠缠态的产生技术和方法，这些技术和方法有可能极大地减少线性光学量子计算（LOQC）架构的占用空间。最值得注意的是，我们正在展示如何将贝尔态制备从四个单光子提高到p=2/3，用双轨贝尔态辅助将I型融合提高到75%，并将II型融合提高到贝尔态分辨的极限之外。
2021-06-25 quant-ph
A proposal for the implementation of quantum gates with photonic-crystal coupled cavity waveguides
量子计算机需要的技术既能对相干量子现象提供足够的控制，又能将与环境的虚假相互作用降到最低。我们表明，光子局限于光子晶体，特别是高效的波导形成的线性链的缺陷掺杂原子可以产生强的非线性相互作用，允许实现单和两个量子位量子门。门开关机制的简单性、制作二维光子晶体结构的实验可行性以及这种器件与光电子学的可集成性为光学量子信息处理网络提供了新的有趣的可能性。
2007-04-12 quant-ph
Quantum light-matter interaction and controlled phonon scattering in a photonic Fano cavity
法诺效应产生于连续的传播模式和局部共振之间的干涉。通过使用这种谐振作为光学腔中的反射镜之一，获得了具有高度不对称线形的局部模式。将单个量子发射器放置在腔内导致了一种新的腔量子电动力学机制，其中光-物质相互作用动力学与在具有洛伦兹线型的传统腔中观察到的完全不同。此外，当考虑到发射器的振动动力学时，出现了复杂的声子-光子相互作用，并且由Fano镜引起的光学干涉显著地改变了能量泄漏到振动模式中。我们证明，这种控制机制提高了最大可达到的不可吸收性的发射光子，相比，一个等效的腔与传统的镜子。
2019-07-31 quant-ph
Hybrid and scalable photonic circuit cavity quantum electrodynamics
提出一种集成半导体量子点与薄膜铌酸锂微环谐振腔的混合固态cQED平台，通过电光特性实现QDs与腔模式同步光谱调谐，实现确定性片上单光子发射并维持稳定Purcell因子，推进大规模芯片量子网络应用。
2025-04-07 quant-ph
All-Optical Spin Initialization via a Cavity Broadened Optical Transition in On-Chip Hybrid Quantum Photonics
本文在与氮化硅光子晶体腔耦合的纳米金刚石硅空位中心中实现电子自旋的全光学初始化与读出，并表征耦合参数及自旋弛豫、退相干率，为混合自旋-光子接口奠定基础。
2023-08-29 quant-ph
Tunable photon statistics in weakly nonlinear photonic molecules
在最近的研究中[Liew等人，物理修订信函104，183601（2010）; Bamba等人，Phys.Rev.A83，021802（R）（2011）]，由于双光子激发的不同路径之间的相消干涉，当谐振驱动腔模之一时，在由具有弱克尔非线性的两个耦合腔模组成的光子分子中可以获得强光子反聚束。在这里，我们研究了两个腔模相干驱动的非线性光子分子中的光子统计。研究表明，通过调节腔模之间的耦合常数、驱动场之间的强度比和相对相位，可以控制光子的统计特性。具有两个驱动模的光子分子可以用来产生可调谐的单光子源或具有弱克尔非线性的可控光子量子门。
2014-07-11 quant-ph
Efficient atomic quantum memory for photonic qubits in cavity QED
研究了一种在腔QED中存储偏振态光子量子比特的原子量子存储方案。观察到单光子脉冲与$ Λ$型原子之间的量子态交换可以通过光腔中的散射实现[T. W. Chen C.，马缨丹属K.劳，P.T. Leung，Phys.Rev.A { \bf 69}（2004）063810]。对于偶极耦合相等的$ Λ$型原子，这种交换在强耦合区的作用是有限的。我们将这个方案推广到腔QED中，提出了一种更可行、更有效的结合投影测量的量子存储方法。这种方法不需要偶极耦合的条件。的保真度是显着高于交换，即使在适度的耦合制度，它达到几乎统一的充分缩小的光子脉冲谱。这种高性能不受原子损失、腔泄漏或失谐的影响，而在投影测量的成功概率上付出了代价。
2007-03-16 quant-ph
Cavity Quantum Electrodynamics with a Single Quantum Dot Coupled to a Photonic Molecule
研究了由一对耦合的光子晶体腔组成的量子点与光子分子耦合的腔量子电动力学效应。我们发现量子点和光子分子的两个超模之间存在反交叉，这表明实现了强耦合机制。从反交叉的数据，我们估计的贡献模式耦合和本征失谐的总失谐之间的超级模式。最后，我们还展示了光子分子中非共振腔-腔相互作用的特征。
2012-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear Multi-Resonant Cavity Quantum Photonics Gyroscopes Quantum Light Navigation
提出基于非线性多谐振腔量子光子学的片上全光陀螺仪，利用量子关联与非线性混频，通过贝叶斯优化提升Fisher信息，较散粒噪声限制线性陀螺仪提升约900倍。
2023-10-14 quant-ph
Quantum interface between photonic and superconducting qubits
我们发现，嵌入超导微波腔中的光学有源耦合量子点可以用来实现光子和transmon量子比特之间的快速量子接口。通过耦合的量子点的单光子吸收导致产生大的电偶极子，这又确保了与微波腔的有效耦合。使用先前实验中获得的腔参数，我们估计，在纳秒时间尺度内的双向微波光学转换与效率接近统一的实验是可行的，与当前的技术。我们还提出了一个从时间仓光子量子比特到transmon量子比特的确定性量子态传输协议。基于量子点的量子光子学技术的最新进展表明，我们提出的方案可以在连接包含腔耦合超导量子比特的量子节点方面发挥核心作用。
2017-07-07 quant-ph
Photon creation in a resonant cavity with a nonstationary plasma mirror and its detection with Rydberg atoms
本文研究了动态Casimir效应及其在里德伯原子中的探测。光子是在具有半导体板的等离子体镜的谐振腔中产生的，该等离子体镜由周期性激光脉冲照射。正则哈密顿量的产生和湮灭运营商的耦合，这源于外部配置，如非稳态等离子体镜显示明确的时间变化。产生的光子的数量被评估为从具有哈密顿量的海森堡方程压缩。然后，通过原子与光场的相互作用研究了作为原子激发的光子的探测。一些考虑是一个可行的实验实现与半导体等离子体镜。
2010-11-10 quant-ph
Theory of cavity-enhanced non-destructive detection of photonic qubits in a solid-state atomic ensemble
光子量子比特的非破坏性检测将在光子量子信息处理和量子通信中得到重要应用。在这里，我们提出了一种方法的基础上，包含一个合奏的稀土离子的固态腔。首先，将包含许多光子的探测脉冲存储在系综中。然后，一个代表时间仓量子比特的单个信号光子在系综上印上一个相位，这是由于AC斯塔克效应。该相位不依赖于信号光子的确切定时，这使得检测对时间仓量子比特状态不敏感。然后，探测脉冲被恢复，并通过零差检测来检测其相位。我们表明，腔导致的依赖性的印记相位上的{ \it探针}光子数，这导致一个扩展的探测相位，在对比简单的移位，发生在没有一个腔。然而，我们表明，这种情况下仍然允许非破坏性检测的信号。我们讨论了该计划的潜在实现，表明高成功概率和低损失应同时实现。
2018-07-12 quant-ph
Frozen Gaussian quantum discord in photonic crystal cavity array system
保护量子关联不受退相干的影响是量子信息处理的关键问题之一。人们普遍认为，在局域马尔可夫退相干下，复合系统的任何初始量子关联都渐近地或突然地减小到零。在这里，我们表明，与这种认识相反，一个明显的高斯量子不和谐的连续变量二分系统可以冻结在非马尔可夫动力学的稳态，如果每个子系统形成一个本地模式与其本地水库。这种冻结量子不和谐的条件可以通过适当地设计水库的结构来达到。提出了在由光子晶体构成的耦合腔阵列系统中实现上述结果的可能性。
2013-07-29 quant-ph
Dissipative creation of three-dimensional entangled state in optical cavity via spontaneous emission
我们提出了一个耗散方案，通过自发发射将两个$^{87}Rb$原子设计成三维纠缠态。基态之间通过微波场的耦合和自发发射引起的耗散的结合使得当前方案具有确定性，并且总是可以在没有态初始化的情况下获得稳定的纠缠态。此外，该方案在原理上可以直接推广到制备$N$维纠缠态。
2013-12-01 quant-ph
Cavity QED on a nanofiber using a composite photonic crystal cavity
我们证明了腔QED条件在Purcell制度的单量子发射器的表面上的光学晶体。该腔通过组合光学光栅和纳米制造光栅以创建复合光子晶体腔而形成。使用这种技术，观察到单量子点的自发发射率显著增强到的双导模。我们的研究结果为增强光纤上的光-物质界面铺平了道路，并明确应用于量子网络。
2014-09-11 physics.optics quant-ph
A cavity-enhanced broadband photonic Rabi oscillation
由非线性光学相互作用提供的不同能量光子之间的相干耦合被认为是拉比振荡的光子版本。非线性的腔增强显著降低了能量需求，并推动了基于光子拉比振荡的频率编码光子电路的可扩展性。然而，光子在腔中的限制严重限制了可相互作用的频率模式的数量。在这里，我们展示了一种宽带宽且高效的光子拉比振荡，基于单片集成的腔增强非线性光学相互作用实现全周期振荡。我们还展示了它的多功能操纵超出频率自由度，如一个全光控制偏振光子与几何相位。我们的研究结果将为宽频率模式下的合成维光子系统以及大规模光子量子信息处理提供全面的控制。
2020-08-04 physics.optics quant-ph
Photon creation in a spherical oscillating cavity
我们研究了在一个完美的传导，球形振荡腔中的光子产生。腔体内的电磁场由两个满足Dirichlet和广义Neumann边界条件的标量场描述。作为第一步，我们分析了两个标量场的动态Casimir效应。然后，我们考虑完整的电磁情况。还讨论了电磁场的角动量守恒，表明腔内的光子是以单重态产生的。
2006-07-04 hep-th 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
Heralded Preparation and Readout of Entangled Phonons in a Photonic Crystal Cavity
我们提出了一个现实的协议的准备和读出的机械贝尔态的光机系统。该建议依赖于表征光子晶体腔模式的参数，耦合到结构的两个局部弯曲模式，但同样适用于相同参数范围内的其他光学机械系统。非经典状态预示着通过光学后选择，并揭示在特定的干涉图案特征的腔频率的发射。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strong coupling between quantum dot exciton spin states and a photonic crystal cavity
我们将高达7 T的磁场施加到强耦合到光子晶体腔的砷化铟量子点上。场提升了QD激子自旋态的简并度，并通过抗磁性和塞曼能量位移的组合来调谐它们的发射能量。我们使用磁场调谐来移动两个自旋态的能量，以选择性地与腔共振。观察到腔和两个自旋态之间的强耦合。磁场调谐使得能量偏移大至0.83 meV，而不会显著降低量子点-腔耦合强度。
2011-01-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single Photon Generation in a Cavity Optomechanical System induced by a Nonlinear Photonic Crystal
提出了一种在弱驱动非线性光子晶体混合腔光机系统中实现单光子封锁的新方案。即使当单光子光机械耦合强度小于光模衰减率时，也能实现亚泊松统计。该方案放宽了光机系统中光子封锁对强耦合的要求。结果表明，在通信波长处可以产生光子阻塞。
2017-06-08 physics.optics quant-ph
Off-resonant coupling between a single quantum dot and a nanobeam photonic crystal cavity
我们演示了单个量子点和纳米梁光子晶体腔之间的非共振耦合，在量子点或腔的共振激发下。这些结果是一致的非共振耦合作为一个非相干声子介导的过程与以前的描述。这种现象的扩展到纳米束光子晶体腔提出了有趣的可能性，通过定制的声子态密度的相干控制这种相互作用。
2011-10-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Model for resonant photon creation in a cavity with time dependent conductivity
在电磁腔中，光子可以通过随时间改变腔的性质而从真空状态中产生。使用一个简单的模型的基础上的无质量标量场，我们分析了共振光子产生诱导的含时半导体薄膜中的腔的电导率。这种时间依赖性可以通过用短激光脉冲周期性地照射膜来实现。这种设置提供了几个实验优势的情况下，移动镜子。
2004-07-14 hep-th quant-ph
Design and analysis of photonic crystal coupled cavity arrays for quantum simulation
我们在光子晶体平台上进行了耦合光腔阵列的实验研究。我们发现腔之间的耦合显着大于腔频率中制造引起的无序。满足这一条件是利用腔阵列产生强关联光子的必要条件，这在多体系统的量子模拟中具有潜在的应用价值。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall 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
Time-correlated Photons from a In$_{0.5}$Ga$_{0.5}$P Photonic Crystal Cavity on a Silicon Chip
在In $_{0.5}$ Ga $_{0.5}$ P光子晶体腔中通过三倍频共振四波混频产生时间相关光子对。通过主动补偿腔模式的残余光谱失准来达到最大效率。产生速率达到5 MHz的腔与Q-因子$\approx 4\times 10^4$，超过一个数量级大于使用相同芯片上制造的类似Q因子的环形谐振器测量。光子晶体源集成在Si光子电路上，这是量子技术应用的重要资产。
2022-02-19 physics.optics quant-ph
Strongly coupled single quantum dot in a photonic crystal waveguide cavity
嵌入在光子晶体波导中的腔为量子电动力学应用的耦合谐振器的大规模集成提供了一条有前途的途径。在这封信中，我们演示了一个强耦合系统形成的一个单一的量子点和这样的光子晶体腔。从沿光子晶体波导的面外散射信号的光致发光映射中清楚地识别出源自腔的谐振。通过温度控制将量子点激子调谐向腔模。在共振时观察到~ 140 \mueV的真空拉比分裂。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum optics and cavity QED with quantum dots in photonic crystals
本章主要研究半导体量子点在光子晶体腔中的外延生长量子光学。首先，我们将简要介绍光子晶体和量子点，然后介绍腔量子电动力学（QED）效应，特别强调在量子点-光子晶体平台上演示这些效应。最后，我们将重点讨论这种腔QED效应的应用。
2014-02-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhancement of the Zero Phonon Line emission from a Single NV-Center in a Nanodiamond via Coupling to a Photonic Crystal Cavity
使用纳米操纵技术，将具有单个氮空位中心的纳米金刚石直接放置在磷化镓光子晶体腔的表面上。观察到在零声子线（ZPL）处的荧光发射的Purcell增强因子为12.1。ZPL耦合是未来基于金刚石的集成量子光学器件的关键一步。
2010-08-20 physics.optics quant-ph
Deterministic coupling of a single silicon-vacancy color center to a photonic crystal cavity in diamond
单固体发射极与纳米腔的确定性耦合是集成量子信息器件的关键。在这里，我们制作了一个光子晶体腔周围的一个预先选定的单一的硅空位的颜色中心的钻石和演示修改的发射器内部的人口动态和辐射量子效率。受控的，室温腔耦合引起共振Purcell增强的零声子跃迁的因子为19，随着发射器的寿命减少2.5倍。
2014-08-08 physics.optics quant-ph
Creation of photons in an oscillating cavity with two moving mirrors
研究了具有两个理想导电移动壁的一维振荡腔中光子的产生。通过保角变换，导出了一组广义摩尔方程，其解包含了腔内辐射场的全部信息。对于共振振荡的情况下，我们解决这些方程使用的重整化群程序，适当地处理与长期的行为，目前在一个天真的微扰方法。我们研究了腔内的能量密度分布和光子数随时间的演化。
1998-10-29 hep-th quant-ph
Continuous two-photon source using a single quantum dot in a photonic crystal cavity
提出了利用相干泵浦的量子点嵌入光子晶体腔内实现连续双光子源的方法。我们分析了量子点能级和腔模内场的稳态布居。找到了相干泵浦和非相干泵浦量子点中粒子数反转的条件。我们证明了在相干泵浦和非相干泵浦下，两个双光子激光器输出的压缩是不可见的。利用最近发展的极化子变换主方程讨论了低温下声子耦合的影响。我们还提出了利用四波混频产生光场压缩态的方案。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strain tuning of a quantum dot strongly coupled to a photonic crystal cavity
我们演示了强耦合到光子晶体腔的量子点的可逆应变调谐。我们观察到的平均红移为0.45 nm的量子点位于腔膜内，实现与电场为15 kV/cm施加到压电致动器。利用这种技术，我们证明了在强耦合机制下，量子点与光子晶体腔发生共振的能力，从而产生了明显的反交叉。裸腔共振对应变的敏感性低于量子点，并且在最大施加电场下仅偏移0.078 nm。
2013-05-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Interaction between two modes of field mediated by two quantum dots in a photonic crystal cavity
我们在光子晶体腔中发现了双模场之间不寻常的合作双光子共振现象。当两个非共振量子点在每个腔模中发射一个光子并同时去激发时，就会发生双光子共振。在声子耦合的存在下，双光子共振的条件发生了显著的变化。利用这种双光子双模相互作用，我们提出了两个量子态的纠缠态。四元组的基由包含$0$、$1$和$2$光子的腔模的状态形成。我们还讨论了声子耦合对纠缠态负性的影响。
2020-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one hole of a photonic crystal cavity
基于自旋的量子光子学有望实现分布式量子计算和量子网络。其性能取决于有效的纠缠分配，而效率可以通过腔量子电动力学来提高。核心挑战是开发具有大自旋光子耦合率和高工作带宽的紧凑型器件。光子晶体腔包括强场限制，但是对原子系统在模场最大值中的精确定位提出了高要求。金刚石色心，特别是带负电荷的硅空位色心，是一种很有前途的类原子体系。大的光谱稳定性和对长寿命核自旋存储器的访问使量子网络节点的基本演示成为可能，包括存储增强的量子通信。在混合方法中，我们确定性地将含SiV $^-$的纳米金刚石放置在一维、独立的、基于$_3$ N $_4$的光子晶体腔的一个孔内，并将各个光学跃迁相干地耦合到腔模式。我们利用双模复合、波导、Purcell增强和腔共振调谐来优化光-物质耦合。与自由空间相比，所得到的光子通量增加了14倍以上。相应的寿命缩短到460 ps以下，使潜在的工作带宽超过GHz速率。我们的研究结果标志着在纳米金刚石中实现基于SiV $^-$中心的混合量子光子学的量子网络节点迈出了重要的一步。
2021-02-01 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
A Tunable Waveguide-Coupled Cavity Design for Efficient Spin-Photon Interfaces in Photonic Integrated Circuits
耦合到光子晶体腔的固态发射器表现出增加的进入单频模式的光子发射。然而，耦合到量子发射器的光子晶体腔的当前设计具有三个主要问题：发射器被放置在表面附近，这会降低它们的光学性质，腔荧光不能被收集到单个有用模式中以用于进一步路由，以及制造后调谐当前不可能以稳定和可逆的方式单独用于每个节点。在本文中，我们介绍了一种混合腔的设计与最小的主机材料，保持发射器$\geq100\,$ nm的所有表面制造。该腔具有大于$1\times10^6$的无载品质因数（$Q$）和$5.5\times10^4$的有载$Q$，其中超过75%的发射直接耦合到由提供低损耗波导的方便材料构建的下层光子集成电路中。最后，这种设计可以被主动地和可逆地调谐到与发射器谐振，允许在腔线宽的10倍以上调谐，同时保持$Q$因子的$\geq50$ %，而对同一芯片上的其他腔没有影响。
2016-10-27 physics.optics quant-ph
Deformable two-dimensional photonic crystal slab for cavity optomechanics
我们设计了具有最佳光学和机械性能的光子晶体悬浮膜用于腔光学力学。这样的谐振器以几千的品质因数维持兆赫范围内的振动模式。由于孔的二维正方形晶格，它们在1064 nm处垂直入射时的反射率高达95%。这两个特点，加上薄膜的质量很小，为在法布里-珀罗腔中使用诸如可变形端面镜的周期性结构来研究腔的光机效应开辟了道路
2011-07-01 physics.optics quant-ph
Single atom trapping and control inside a nanosize photonic crystal cavity
我们分析了在光子晶体中形成的纳米尺寸的腔中捕获、控制和加载单个原子的可能性。我们考虑一个一维纳米梁晶体，它具有两个接近简并的局域模，模极大值位于中心气隙处，形成一个模体积<λ^{3}的腔。对于这个系统，我们发现原子可以被一个与原子跃迁失谐的模捕获，并由第二共振模控制。我们表明，原子运动可以使用腔增强射频西西弗斯冷却冷却。我们还讨论了如何利用短波长光镊将原子加载到纳米晶体的气隙中。
2013-01-22 physics.atom-ph quant-ph
Far-field emission profiles from L3 photonic crystal cavity modes
实验研究了L3型光子晶体腔的两个最低限制模的空间远场发射分布，与FDTD模拟结果吻合较好。然后，我们链接的远场配置文件的腔模近场的相关功能，使用一个简单的法布里-珀罗谐振器模型。通过实验和模拟的比较，阐明了无序对远场腔轮廓的影响。这些结果可用于腔中活性中心的发射工程。
2012-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A hybrid single quantum dot coupled cavity on a CMOS-compatible SiC photonic chip for Purcell-enhanced deterministic single-photon emission
本研究在CMOS兼容SiC光子芯片上实现混合微环谐振器与量子点耦合，通过微加热器调谐实现Purcell增强的确定性单光子发射，品质因数达7800，Purcell因子约4.9，为可扩展光子量子应用提供新途径。
2024-11-11 physics.optics quant-ph
