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科學(xué)家首次在集成光子芯片上產(chǎn)生偏振糾纏光子對(duì)

作者： 2016年02月15日來源：瀏覽量：

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　　近日，中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所的外專千人計(jì)劃專家Brent E. Little與加拿大魁北克國立科學(xué)研究所、香港城市大學(xué)、澳大利亞墨爾本皇家理工大學(xué)等單位合作，利用非線性微環(huán)諧振腔中TE和TM模式間的自發(fā)四波混頻效應(yīng)，結(jié)合微環(huán)諧振腔的濾波選模作用，首次在集成光子芯片上產(chǎn)生了偏振糾纏光子對(duì)，該項(xiàng)研究成果近日發(fā)表在Nature Communications 雜志上。

　　糾纏光子對(duì)為兩個(gè)量子態(tài)彼此相關(guān)的光子，每一個(gè)光子的量子態(tài)都依賴于另一個(gè)光子，對(duì)一個(gè)光子的測量，將會(huì)影響到與它糾纏的另一個(gè)光子。糾纏光子對(duì)通常采用自發(fā)參量下變頻或自發(fā)四波混頻的方式產(chǎn)生。近年來，糾纏光子對(duì)因其在新興的量子技術(shù)領(lǐng)域(如量子通信、量子計(jì)算、量子隱形傳態(tài)、量子密碼學(xué)及量子成像等)有著顛覆傳統(tǒng)觀念的應(yīng)用而備受關(guān)注。隨著集成光學(xué)的發(fā)展，片上糾纏光子對(duì)源因其易于與電子集成電路集成而受到研究和產(chǎn)業(yè)人員的極大關(guān)注，已成為集成光學(xué)和量子光學(xué)共同的研究熱點(diǎn)。西安光機(jī)所的研究成果為量子光通信和量子計(jì)算提供了新的思路和方法，將有效推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展。

　Brent E. Little在集成光學(xué)領(lǐng)域有20余年的研究經(jīng)歷，開發(fā)了高折射率差平面光波導(dǎo)技術(shù)平臺(tái)，該平臺(tái)在光通信技術(shù)領(lǐng)域和非線性光學(xué)領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。基于該平臺(tái)開發(fā)的非線性微環(huán)諧振腔具有巨大的光場增強(qiáng)能力，結(jié)合該平臺(tái)材料的高非線性系數(shù)，在連續(xù)波非線性效應(yīng)、光參量振蕩、鎖模激光器、多通道糾纏光子對(duì)產(chǎn)生等研究方向上已有十余篇論文發(fā)表在Natrue Photonics、Nature Communications 等期刊上。

　　非線性微環(huán)諧振腔內(nèi)II型自發(fā)四波混頻原理示意圖。Sp-FWM：自發(fā)四波混頻；St-FWM：受激四波混頻；FSR：微環(huán)諧振腔的自由光譜范圍。

偏振糾纏光子對(duì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)裝置圖

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