基于铌酸锂波导的中红外纯态量子光源OA
中红外量子光源在气体传感和红外热成像等领域具有广阔的应用前景.然而,目前常用的中红外量子纠缠光源主要依赖块状周期极化铌酸锂(periodically poled lithium niobate,PPLN)晶体,其亮度和集成度均存在不足.本文提出了一种基于铌酸锂薄膜波导的理论方案,利用1556.9 nm泵浦产生中心波长为3113.8 nm的纠缠光子对.通过合理的波导结构设计与周期极化设计,实现了Ⅱ型相位匹配与群速度匹配,使得横电(transverse electric,TE)偏振泵浦入射时能够下转换产生TE偏振与横磁(transverse magnetic,TM)偏振的光子对.进一步地,结合域排列算法对PPLN波导的极化方向进行定制化设计,可实现精确的相位匹配,从而获得纯度高达0.999的量子光源,亮度可以达到6.18×10^(6) cps/mW,相比块状PPLN晶体光源亮度提升3个数量级.本研究有望为中红外波段实现高亮度、高纯度的片上量子光源提供解决方案.
黄宇航;王东周;柯少林;金锐博
武汉工程大学,光学信息与模式识别湖北省重点实验室,武汉430205济南量子技术研究院,济南250101武汉工程大学,光学信息与模式识别湖北省重点实验室,武汉430205武汉工程大学,光学信息与模式识别湖北省重点实验室,武汉430205 湖南师范大学,低维量子结构与调控教育部重点实验室,长沙410081
数理科学
铌酸锂波导极化周期设计中红外波段量子光源
《物理学报》 2026 (4)
P.158-164,7
国家自然科学基金(批准号:92365106,12574389)湖北省教育厅科学技术研究计划(批准号:Q20231504)资助的课题。
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