可靠、确定性地生产值得信赖的高质量单光子是离散变量光学量子技术的关键组成部分。对于基于单光子的完全纠错量子计算系统,估计需要光子源以超过 1 GHz 的速率产生可靠的光子流 (Vigliar 等人,2021)。光子复用是一种潜在的解决方案,其中低概率源与交换网络相结合,将成功的生产事件路由到输出,但需要极快的单光子切换和超低的损耗率。在本文中,我们研究了开关元件的具体属性,并提出了一种新设计,该设计利用了常见开关元件(例如导热垫)的一般单向属性。通过将多个开关引入基本的时间复用设备,我们可以在以更快的速率泵送的多路复用源中使用慢速开关元件。我们在多个错误通道下对这种设计进行建模,并表明预期性能现在受到集成光子芯片组内光波导的固有损耗率的限制。虽然开发的设计没有达到必要的 1 GHz 光子速率,但我们展示了当底层技术改进时可能变得有用的设计元素。
在现代物理学的许多领域,利用光场对量子态进行鲁棒控制至关重要。根据平台不同,这可以通过单光子或双光子驱动场来实现单量子比特和纠缠操作[1-3]。控制保真度可以通过使用脉冲整形方案来增强[4]。一种广泛使用的技术是受激拉曼绝热通道(STIRAP)[5,6],它通过耦合到中间态实现两个离散态之间的粒子数转移。STIRAP 的显著优点是它不受中间态自发辐射损失的影响,并且在激光强度等实验条件下对噪声相对不敏感[6]。这使得 STIRAP 在超导电路[7]、囚禁离子[8]、氮空位中心[9]、光机械谐振器[10]、光波导[11]和超冷分子合成[12]中找到了重要的应用。尽管 STIRAP 对激光振幅噪声不太敏感,但它本身对快速激光相位噪声很敏感,因为它依赖于暗态的绝热演化 [6,13] 。为了最大限度地降低相位噪声,需要使用线宽较窄的激光器。这通常是通过主动将光的频率稳定到稳定的参考点(如光学腔)来实现的。这个过程降低了反馈环路带宽内频率的相位噪声,但也会在更高频率下引入额外的噪声。这种高频相位噪声俗称伺服
我们报告了通过在硅衬底上外延生长的最初均匀的硅锗 (SiGe) 薄膜中进行相位分离直接激光写入渐变折射率光波导。我们使用了波长为 532 nm 的连续波 (CW) 激光器。激光束聚焦到厚度为 575 nm、Ge 浓度为 %50 的 SiGe 薄膜表面上直径为 5 µm 的光斑。通过熔化表面来诱导 SiGe 薄膜的成分分离,并通过将激光诱导熔化区的扫描速度控制在 0.1-200 mm/s 的范围内来调整成分分布。在高扫描速度下,扫描激光束会产生移动的富 Ge 熔化区,由于扩散限制的 Ge 传输不足,Ge 含量会在后缘积聚。材料特性表明,激光加工的 SiGe 微条带由富含 Ge 的条带芯(> 70% Ge)和富含 Si 的底层包层(<30% Ge)组成。扫描速度相关的相位分离允许制造具有可调成分分布的渐变折射率 SiGe 波导,这些波导通过光学传输测量和使用模拟的模式分析来表征。我们的方法还可以应用于三元半导体 (AlGaAs) 的伪二元合金,其平衡相图与 SiGe 合金的平衡相图相似。
带有光波导的分子发光材料在发光二极管,传感器和逻辑门中具有广泛的应用前景。但是,大多数传统的光学波导系统都是基于脆性分子晶体,该晶体限制了在不同的应用情况下的柔性设备的制造,运输,存储和适应。迄今为止,在同一固态系统中具有较高柔韧性,新型光学波导和多端口色调发射的光功能材料的设计和合成仍然是一个开放的挑战。在这里,我们已经构建了新型的零维有机金属卤化物(Au-4-二甲基氨基吡啶[DMAP]和DMAP),对于光学波导而言,弹性很小,损失系数很少。对分子间相互作用的理论计算表明,2分子晶体材料的高弹性是原始的,它是从其人字形结构和滑移平面的。基于2个晶体的一维柔性微脚架和Mn-Dmap的2维微板,具有多色和空间分辨光学波导的异质界面。杂合的形成机理是基于表面选择性生长,因为接触晶体平面之间的低晶格不匹配比。因此,这项工作描述了具有高灵活性和光学波导的基于金属壁的晶体异质结的首次尝试,从而扩展了用于智能光学设备(例如逻辑门和多路复用器)的传统发光材料的前景。
摘要我们报告了二氧化硅(SOS)晶状体上掺杂Erbium掺杂的平面波导的制造和表征,可提供低损耗和适用于用于工程光波导放大器(1530-1565 nm)的光纤维通信的较低的光限制。在这里,我们描述了一种超快的血浆掺杂(ULPD)技术,该技术是使用由飞秒激光(波长800 nm)诱导的血浆进行的,其重复速率为10 kHz,脉冲持续时间为45 fs。此处介绍的ULPD方法已成功应用于先前使用脉冲持续时间约为100 fs且重复速率为1 kHz的FS-LASER掺杂在SOS底物上的稀土材料。已经分析了厚度,折射率,光学传播损失,光致发光强度和光致发光寿命的厚度,折射率损失,光发光损失,光发光损失,光发光损失,光致发光的寿命。我们报告了C波段中<0.4dB/cm的低传播损失,长寿命为13.21 ms,在1532 nm和最大的寿命密度产物6.344 x10 19 s.cm -3。低损耗平面平板波导和高寿命密度的产品有望在SOS平台上制造带状的波导的进一步可能性。所提出的主动波导制造方法可能对制造平面的集成光学波导放大器和与基于硅的光子积分电路兼容的激光。
美国专利 9759862 绝热/非绝热偏振分束器 美国专利 9748429 具有减少暗电流的雪崩二极管及其制造方法 美国专利 9740079 集成光学。具有电子控制光束控制的收发器 美国专利 9696492 片上光子-声子发射器-接收器装置 美国专利 9612459 带有微加热器的谐振光学装置 美国专利 9467233 功率计比率 稳定谐振调制器的方法 美国专利 9488854 高速光学相移装置 美国专利 9391225 二维 APD 和 SPAD 及相关方法 美国专利 9366822 具有同时电连接和热隔离的热光调谐光子谐振器 美国专利 9329413 高线性光学调制的方法和装置 美国专利 9268195 使用四波混频产生纠缠光子的方法和装置 美国专利 9268092 导波光声装置 美国专利 9261647在半导体波导和相关设备中产生应变 美国专利 9239431 通过热机械反馈实现谐振光学设备的无热化 美国专利 9235065 适用于差分信号的热可调光学调制器 美国专利 9128308 低压差分信号调制器 美国专利 9127983 用于控制工作波长的系统和方法 美国专利 9083460 用于优化半导体光学调制器操作的方法和设备 美国专利 9081215 硅光子加热器调制器 美国专利 9081135 用于维持光子微谐振器谐振波长的方法和设备 美国专利 9063354 用于稳健无热光子系统的被动热光反馈 美国专利 9052535 电折射光子设备 美国专利 8947764 高速光子调制器设计 美国专利 8822959 光学相位误差校正方法和装置 美国专利 8625939 超低损耗腔和波导散射损耗消除 美国专利 8615173 集成谐振光学装置波长主动控制系统 美国专利 8610994 具有减小的温度范围的硅光子热移相器 美国专利 8600200 纳米光机械换能器 美国专利 8027587 集成光学矢量矩阵乘法器 美国专利 7983517 波长可调光环谐振器 美国专利 7941014 具有绝热变化宽度的光波导装置 美国专利 7667200 热微光子传感器和传感器阵列 美国专利 7616850 波长可调光环谐振器
在凯文后的重新定义时代,温度可追溯性受到开尔文(MEP-K-19)定义的CCT批准的机制。开发新一代的基于光学的主要温度测量方法可以直接在原位中直接使用,这将满足当前需要重新校准传感器的需求。同时,量子技术的最新发展需要非常控制的原位温度计(直接集成到量子芯片集中),以直接在发生量子测量的地方进行测量。在Empir JRP 17FUN05摄影项目中,已经制造了最新的光学机械和光子谐振器,并且已经实施了可追溯的温度测量值,以准确对这些新温度传感器的计量验证。在较大的温度范围内证明了使用光学传感器的实用相噪声温度计:从4 K到300K。但是,在大于(高于300 K)温度范围内测量的测量时,需要一系列光学机械传感器来减少相应的不确定性。在低温温度(低于10 K)下,量子光学技术可以实现准确的初级温度计(不确定性<0.2 K)。量子相关温度法作为替代初级温度计技术集成在纳米级,并且对磁场不敏感。除了初级温度测定法外,高精度和分辨率还需要光子温度计。对于实际应用(低温温度),芯片通过光纤需要进行光学耦合。光子温度计是一种基于热光效应的芯片量表技术,即光波导的折射率的温度依赖性,它决定了光学谐振器的谐振频率的温度,从而导致非常高的温度分辨率(SUBMK)。最低工作温度是通过光学波导的热效应施加的,光学波导对于低于80 k的硅变得很小。光子温度计具有很高的灵敏度(硅硅的70 pm/k),但是它需要在此处开发的其他类型的温度计,因为它是一种非优质的热量计质,因为它是其他类型的热量表。可以通过将芯片固定在纤维本身上来实现,但是为了确保连接技术的可重复性和所使用材料的兼容性的可重复性,需要在较大的温度范围内测试该方法。为此,可以考虑基于胶水连接的标准耦合方法。但是,由于低温温度下胶的热应力,它们的使用受到限制。作为一种替代方案,已经提出了激光焊接方法将融合的二氧化硅纤维与集成微晶状体的硼硅酸盐纤维底物进行硼硅酸盐玻璃底物。需要开发应力补偿技术和新颖的光学设计,以促进广泛的温度范围光学平台。最后,光子