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硅光子晶体腔阵列的转移印刷微组装：超越制造公差极限
光子晶体腔 (PhCC) 可以将光场限制在极小的体积内，从而实现高效的光物质相互作用，以实现量子和非线性光学、传感和全光信号处理。微制造平台固有的纳米公差可能导致腔谐振波长偏移比腔线宽大两个数量级，从而无法制造名义上相同的设备阵列。我们通过将 PhCC 制造为可释放像素来解决此设备可变性问题，这些像素可以从其原生基板转移到接收器，在接收器中有序的微组装可以克服固有的制造差异。我们在一次会话中演示了 119 个 PhCC 中的 20 个的测量、分箱和传输，产生了空间有序的 PhCC 阵列，21 按共振波长排序。此外，设备的快速原位测量首次实现了 PhCC 对打印过程的动态响应的测量，在几秒到 24 小时的范围内显示出塑性和弹性效应。25
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设计高协同性光学腔的进化算法
量子发射体（例如离子、原子、 NV 中心或量子点）与谐振器光学模式的强耦合和较长的腔光子寿命对于量子光学在基础研究和实用量子技术的众多应用中至关重要。有望满足这些要求的系统是光纤微腔 [1-4]、离子束蚀刻介质谐振器 [5] 或微组装结构 [6]。发射体和腔光子之间的强耦合可以通过很小的腔体体积和非常短的光学腔来实现。然而，对于许多现实的量子装置，由于技术困难，腔镜不能放置得太近：对于囚禁离子系统，短腔会导致介质镜带电并导致射频离子囚禁场畸变 [7]；对于中性原子，由于需要将原子输送到腔内以及需要从光学侧面进入腔体进行冷却和捕获[8,9]，短腔长受到限制。因此，用于量子光学装置应用的光学腔需要结合强耦合率和低损耗，同时保持镜子足够远。实现强耦合的一种方法是使腔体处于（近）同心配置中 [10]。这使腔中心的光模场腰部最小化，从而使发射极-光子耦合最大化，但是由于镜子上的模场直径较大，会增加削波损耗，从而限制了由腔协同性所能实现的最大腔性能。增加腔中心场振幅的另一种方法是通过调制镜子轮廓来创建某种干涉图案 [11]。我们假设我们不受球形腔的限制，即我们可以使用例如聚焦离子束铣削或激光烧蚀来创建任意形状的镜子，如第 6 节中更详细讨论的那样。在这里，我们用数字方式探索了腔镜的调制球面轮廓，这些轮廓会产生高度局部化的腔模式，同时保持较低的损耗。通过这种方法，我们发现了一种镜子轮廓的流形，它可以提供比同心腔更低的损耗率，从而实现更高的协同性。与我们之前的工作 [ 11 ] 相比，在这里我们不需要先验地了解我们想要生成的确切模式形状（特别是特定的