二维材料中的光学活性缺陷,例如六方氮化硼 (hBN) 和过渡金属二硫属化物 (TMD),是一类极具吸引力的单光子发射体,具有高亮度、室温操作、发射体阵列的位点特定工程以及可通过外部应变和电场进行调谐的特性。在这项工作中,我们展示了一种新方法,可在无背景的氮化硅微环谐振器中精确对准和嵌入 hBN 和 TMD。通过 Purcell 效应,高纯度 hBN 发射体在室温下表现出高达 46% 的腔增强光谱耦合效率,这几乎超出了无腔波导发射体耦合的理论极限和之前的演示。该设备采用与 CMOS 兼容的工艺制造,不会降低二维材料的光学性能,且对热退火具有稳定性,并且在单模波导内量子发射器的定位精度达到 100 纳米,为具有按需单光子源的可扩展量子光子芯片开辟了道路。
量子密钥分布(依赖量子机械资源的随机秘密密钥)是安全量子网络的核心特征。基于纠缠的协议可通过量子中继器提供额外的安全性和规模,但是在光子源上设置的严格要求已经使他们的使用情况迄今使用了。在这种情况下,基于半导体的量子发射器是一个有前途的解决方案,可确保按需以记录的多光子发射的方式生成近乎统一的纠缠光子,后者的功能与一些最佳的窃听攻击相反。在这里,我们使用连贯驱动的量子点在实验上证明了一种经过修改的Ekert量子键分布协议,具有两种量子通道方法:既有250米长的单模纤维,又在自由空间中,连接了罗马萨皮恩扎大学校园内的两座建筑物。我们的现场研究强调,量子点纠缠的光子源已准备好超越实验室实验,从而为现实生活中的量子通信开辟了道路。
摘要。我们提出了一项全面的数值研究,对梁导演望远镜的主镜上的热诱导的光差。尤其是我们研究了高功率激光诱导的变形,导致的单色畸变及其对成像和激光聚焦的影响,在共享的孔径束主系统中,原代望远镜镜的性能。作为一个实际的例子,我们考虑了一个基于6×4 kW的单模高功率激光源和具有500 mm圆形透明孔径的主镜。单色畸变的详细组合及其对光学性能的影响是为硼硅酸盐和Zerodur®基材提供的,具有相同的反射涂层,用于电流激光束主管的应用。我们的分析表明,使用Athermal底物(即Zerodur®),高功率激光器可以有效地指向具有高反射性涂层(> 99.9%)的主镜子的成像降解。另一方面,只有在严格控制的环境温度下,具有相对较高的热膨胀系数(即硼硅酸盐)的底物才能有效使用。©2021光学仪器工程师协会(SPIE)[doi:10.1117/1.oe.60.6.6.065102]
手性量子网络为实现量子信息处理和量子通信提供了一种有希望的途径。本文我们描述了手性量子网络中两个相距遥远的量子节点如何通过一个共同的一维手性波导中的光子传输而动态地纠缠在一起。我们利用手性耦合的单模环形谐振器中的方向不对称性来产生两个原子之间的纠缠态。我们报告的纠缠度高达 0.969,比 Gonzalez-Ballestero 等人提出并详细分析的 0.736 有了很大的改进。[Phys. Rev. B 92, 155304 (2015)]。这一显著的增强是通过引入微谐振器实现的,微谐振器可作为光和物质之间的有效光子接口。证明了我们的协议对实验缺陷的稳健性,例如节点间距离的波动、不完美的手性、各种失谐和原子自发衰变。我们的建议可用于量子网络中的长距离纠缠产生,这是量子计算和量子信息处理中许多应用的关键因素。
量子密钥分发 (QKD) 和超密集隐形传态等量子通信方案为安全地传递信息提供了独特的机会。光通信正日益扩展到自由空间信道,但自由空间信道中的大气湍流需要光接收器和测量基础设施来支持多种空间模式。本文,我们介绍了一种多模迈克尔逊型延时干涉仪,该干涉仪采用场展宽设计,用于测量自由空间通信方案中的相位编码状态。干涉仪采用玻璃光束路径构造,以提供热稳定性、场展宽角度公差和紧凑的占地面积。干涉仪的性能突出,单模和多模输入的测量可见度分别为 99.02 ± 0.05% 和 98.38 ± 0.01%。此外,还展示了针对任意空间模式结构和 ± 1.0 ◦ C 温度变化的高质量多模干涉。干涉仪测得的光路长度漂移接近室温,为 130 nm / ◦ C。借助此装置,我们展示了用于时间相位 QKD 的双峰多模单光子状态的测量,可见度为 97.37 ± 0.01%。
一维(1D)固体的电导率相对于其长度表现出指数衰减,这是定位现象的众所周知的表现。在这项研究中,我们介绍了将一维半导体插入单模电磁腔所产生的电导率改变,并特别集中在非排定掺杂的状态上。我们的方法采用了绿色的功能技术,适用于对腔体激发状态的非扰动考虑。这包含相干的电子腔效应,例如零点爆发场中的电子运动,以及在隧道过程中的不一致的光子发射过程。跨腔的电子传递的能量谱发育与虚拟光子发射,沿谐振水平的通过以及光子重吸收相关的FANO型共振。FANO共振的质量因素取决于中间状态是否耦合到铅,当该状态深入障碍潜力中时达到最大值。耦合到空腔也提高了浅结合状态的能量,使它们接近传导带的底部。这种作用导致低温下电导率的增强。
∞𝑋𝑖𝑗-在j th单元格中的场;细胞的特征功能。•单模近似:𝐸=𝑋𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝐸𝑗𝐸𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝐸𝑋𝑗𝑋𝑋𝑋𝑋𝑋𝑗𝑗𝑋𝑗𝑗除了孔𝐸0 -tm 010模式的特征函数以外,无处不在。 •通过一个小孔通过相似腔的田地激发腔体:•激发腔场的边界条件𝑬:𝐸= 0; S 1(孔)上的𝐸=𝐄=。 s+ s 1上的特征功能𝐸= 0 = 0•从麦克斯韦方程进行本征函数和激发领域:无处不在。•通过一个小孔通过相似腔的田地激发腔体:•激发腔场的边界条件𝑬:𝐸= 0; S 1(孔)上的𝐸=𝐄=。s+ s 1上的特征功能𝐸= 0 = 0•从麦克斯韦方程进行本征函数和激发领域:
摘要。我们开发了两组工作在 D 波段的集总元件动能电感探测器阵列,并针对旨在精确测量宇宙微波背景 (CMB) 的卫星任务的低辐射背景条件进行了优化。第一个探测器阵列对通过单模波导和波纹馈源喇叭耦合的入射辐射的总功率敏感,而第二个探测器阵列由于正交模式换能器而对辐射的极化敏感。在这里,我们重点介绍总功率探测器阵列,它适用于例如精确测量 CMB 的非极化光谱畸变,其中检测两种极化可提供灵敏度优势。我们描述了阵列设计、制造和封装的优化、暗和光学特性以及用于光学测试的黑体校准器的性能。我们表明,在 3.6 K 黑体的辐射背景下,阵列中的几乎所有探测器的光子噪声都是有限的。这一结果,加上 OLIMPO 飞行所展示的对宇宙射线撞击的弱灵敏度,验证了在精确的空间 CMB 任务中使用集中元件动能电感探测器的想法。
我们建模并研究了弱耦合到单模波导的两级发射器的集合的集体非线性光学响应。我们的方法概括了这样的见解,即光子光子相关性是由单个两级发射极散射的光子的相关性,这是由于两光子干扰对许多发射器的情况而产生的。使用我们的模型,我们研究了不同的配置,以探测合奏的非线性响应,例如通过波导或通过外部照明,并为二阶量子相干函数G(2)(τ)而得出分析表达式,以及在波导量中的输出光中的挤压光谱,s sume)。为了传播共鸣的引导光,我们在分析有关G(2)(τ)的实验结果时恢复了与以前相同的预测,涉及的理论模型更加涉及的预测(Prasad等人[1])和sθ(ω)(Hinney等人[2])。我们还研究了从两级发射极过渡中引起的光的传播,我们最近在实验中研究了这种情况(Cordier等人。[3])。我们的模型预测表明,如何利用弱耦合发射器的集体增强的非线性响应,以使用从几个到许多发射器的合奏来生成非经典的光状态。
在连续变量量子技术的背景下,高斯状态和操作通常被视为自由可用的,因为它们相对容易通过实验获得。相比之下,非高斯状态的生成以及非高斯操作的实施则带来了重大挑战。这种分歧促使人们引入非高斯性的资源理论。对于任何资源理论,确定资源之间的自由转换协议(即非高斯状态之间的高斯转换协议)具有实际意义。通过系统的数值研究,我们通过任意确定性的一对一模式高斯映射解决了实验相关的单模非高斯状态之间的近似转换。首先,我们表明,对于有限能量,猫状态和二项式状态大致等效,而这种等效性以前仅在无限能量极限下才为人所知。然后,我们考虑从光子增加和光子减少的压缩态生成猫态,通过引入额外的压缩操作来改进已知方案。我们开发的数值工具还允许人们设计出三压缩态到立方相态的转换,超越之前报道的性能。最后,我们确定了其他各种不可行的转换。