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手性波导 QED 中多体光子束缚态的动力学
我们从理论上研究了手性波导中光子的少体和多体动力学。特别是，我们研究了脉冲通过手性耦合到波导的 N 个两级系统集合的传播。我们表明，该系统支持相关多光子束缚态，这些束缚态具有明确定义的光子数 n，并以 1 =n 2 的群延迟比例在系统中传播。这产生了一个有趣的结果，即在传播过程中，入射相干态脉冲会分解为不同的束缚态分量，这些分量可以在足够长的系统中在输出端空间分离。对于足够多的光子和足够短的系统，我们表明 n 体束缚态的线性组合恢复了自诱导透明中众所周知的平均场孤子现象。因此，我们的工作涵盖了从少光子量子传播到真正的量子多体（原子和光子）现象以及最终的量子到经典跃迁的整个范围。最后，我们证明束缚态可以与额外的光子发生弹性散射。总之，我们的结果表明，光子束缚态是真正独特的物理对象，它来自光子和两级发射器之间最基本的光物质相互作用。我们的工作为在手性波导 QED 中研究量子多体物理和光子孤子物理打开了大门。
具有超导人造巨原子的波导量子电动力学
光与物质相互作用的模型通常采用偶极子近似 [1,2]，在该近似中，原子与与之相互作用的电磁模式的波长相比，被视为点状物体。然而，当原子尺寸与模式波长之比增加时，偶极子近似不再成立，原子被称为“巨原子” [2,3]。到目前为止，对巨原子领域固态器件的实验研究仅限于与短波长表面声波耦合的超导量子比特 [4-10]，仅探测单一频率下的原子特性。在这里，我们采用了一种替代架构，通过将小原子与多个但相隔良好、离散的位置的波导耦合来实现巨原子。我们对巨原子的实现使得可调的原子-波导耦合成为可能，该耦合具有大的导通比，并且可以通过器件设计来控制耦合谱 [3]。我们还展示了多个巨原子之间的无退相干相互作用，这种相互作用由波导中模式的准连续谱介导，这是小原子无法实现的效应 [11]。这些特性使该架构中的量子比特能够在保护配置和发射配置之间原位切换，同时保留量子比特之间的相互作用，为高保真量子模拟和非经典巡回光子生成开辟了新的可能性 [12, 13]。原子直接耦合到波导的器件可以通过波导量子电动力学 (wQED) 很好地描述。超导电路为实现和探索 wQED 物理提供了一个理想的平台，因为它可以实现
来自PMMA波导的随机激光作用，用CDSE/ZNS CQD掺杂，可通过Ag Nanoislands增强
摘要：在这封信中，随机激光是通过覆盖聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）掺杂的CDSE/ZNS胶体量子点（CQDS）构建的活性波导结构来制造的。由于CQD的光致发光光谱以及Active波导层提供的强限制机制，因此具有较低的阈值，因为Ag Nanoislands的等离子共振出色的重叠。随机激光的性能可以通过AG纳米兰州结构的灵活制造来调节。由于CDSE/ZNS CQD的超级化学和照片稳定性以及PMMA矩阵提供的CDSE/ZNS CQD的稳定外部环境，光谱演化显示在不间断激光照射下随机激光的稳定性。
基于定制无序的波导集成宽带光谱仪
光源特性。为了实现便携式传感或片上实验室功能的低成本、稳定的光谱复制，近年来高分辨率片上光谱仪的开发取得了长足进步。传统的片上光谱仪通常基于梯阶光栅[1–3]和阵列波导光栅[2,4–7]，需要精心设计才能满足目标光谱要求。这些器件的光谱分辨率与光路长度成比例，因此占用面积相对较大（≈1-2 cm2）。另一种很有前途的片上宽带光谱仪方法是将微机电系统 (MEMS) 技术与傅里叶变换红外光谱相结合。[8–14] 这些器件通常通过深蚀刻硅制成，因此不适合可见光波长范围内的应用。Mortada 等人介绍了一种不同的基于 MEMS 的架构，利用光在空气中的传播。可以将操作范围扩展到可见光波长，同时在 635 nm 波长下具有中等分辨率。[9]
通过波导连接的两个开放量子比特腔系统中的几何相位控制
开放量子系统、量子比特-场相互作用的数学操控取决于对主阻尼 [1] 和内在退相干 [2] 方程的分析/数值求解能力。为了解决这些操控问题，在有限的物理环境下研究了开放系统的量子现象 [3-7]。量子几何相是量子力学中的一个基本内在特征，是量子计算的基础 [8]。如果最终的时间相关波函数回到其初始波函数，则量子系统的演化（从初始波函数到最终的时间相关波函数）是周期性的。当这些量子系统的演化不是周期性的时，几何相不再表现出稳健性，所关注的相关量是总相位，称为 Pancharatnam 几何相 (PGP) [9]。PGP 的物理含义是初始状态和最终状态发生干涉，内积的振幅反映了状态之间的相位差。 PGP 在中子干涉仪中实验性地进行了 [10,11]。此后，Berry [12] 在绝热系统中明确定义了几何相，并将其扩展到非绝热循环 [13] 和非循环 [14,15] 演化的量子态。几何相被提出用来实现不同量子模型的几何量子计算，例如：离子阱 [16]、腔场中的原子 [17] 和超导电路 [18]。时间相关的几何相在更多的物理模型中得到了研究，例如：腔 QED 模型充满了非线性介质并包含量子阱 [19]，相位量子比特色散耦合到有损 LC 电路的模型 [20] 和具有斯塔克位移的囚禁离子模型 [21]。描述位于孤立腔体中的量子比特之间传输量子态的物理模型，这些量子比特通过光纤模式连接，是构建量子网络的有效系统。在单光子级量子通信中，光纤的使用取得了重大进展 [ 22 ]。这些模型对于设计
40-Gb/s 光接收器用 InGaAs 波导光电二极管的可靠性
研究了采用金属有机化学气相沉积法制备的波长为 m 的 InGaAs 波导光电二极管 (WGPD) 在 40-Gb/s 光接收器中的应用。通过监测暗电流和击穿电压，检查了高温存储和加速寿命测试的可靠性。提取了 WGPD 测试结构的中位器件寿命和退化机制的活化能。通过统计分析检查器件寿命，该分析在预测实际条件下的器件寿命方面非常可靠。WGPD 测试结构的退化机制可以通过暴露的 p-n 结上的钝化层中的离子杂质形成漏电流路径来解释。尽管如此，可以得出结论，WGPD 测试结构对于实际的 40-Gb/s 光接收器应用表现出足够的可靠性。
40-Gb/s 光接收器用 InGaAs 波导光电二极管的可靠性
研究了采用金属有机化学气相沉积法制备的波长为 m 的 InGaAs 波导光电二极管 (WGPD) 在 40-Gb/s 光接收器中的应用。通过监测暗电流和击穿电压，检查了高温存储和加速寿命测试的可靠性。提取了 WGPD 测试结构的中位器件寿命和退化机制的活化能。通过统计分析检查器件寿命，该分析在预测实际条件下的器件寿命方面非常可靠。WGPD 测试结构的退化机制可以通过暴露的 p-n 结上的钝化层中的离子杂质形成漏电流路径来解释。尽管如此，可以得出结论，WGPD 测试结构对于实际的 40-Gb/s 光接收器应用表现出足够的可靠性。