1 北京大学物理学院 介观物理国家重点实验室,纳光电子前沿科学中心,北京 100871
2 北京量子信息科学研究院,北京 100193
3 中国科学院物理研究所 北京凝聚态物理国家研究中心,北京 100190
由于量子限制效应,自组装半导体单量子点具有类似于原子的分立能级,可实现高不可分辨、高亮度和高纯度的单光子发射,其多种激子态能够产生不同偏振模式的光子。而光学微纳结构是调控量子点发光性质的有效手段,当单个量子点与光学微腔发生弱耦合时,Purcell效应将大大提高量子点作为单光子源或纠缠光子对源的性能。同时,量子点与光学微腔的强耦合系统可以作为量子光学网络中的量子节点,以及用于研究单光子水平的光学非线性效应。利用量子点与光学波导的耦合可实现固态量子比特和飞行光子比特的相干转换,以及高效的信息处理与传输,由此构建可靠的片上光学网络。此外,单量子点还具有可操控的自旋态,可作为量子比特的载体。考虑到量子点器件的制备过程易与成熟的半导体技术相结合,基于量子点的器件设计具有良好的可扩展性和集成化潜力。
自组装半导体量子点 激子 自旋 光学微腔 光波导 self-assembled semiconductor quantum dots excitons spins optical microcavities optical waveguides
1 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心, 北京 100190
2 中国科学院拓扑量子计算卓越创新中心中国科学院大学物理科学学院, 北京 100049
3 松山湖材料实验室, 广东 东莞 523808
手性量子光学在量子信息技术研究领域中受到了广泛的关注,其主要研究光在微纳结构中自旋依赖的手性耦合及传输行为。利用手性光与物质的相互作用可以增强光子与量子发射器的耦合,赋予纳米光子器件新的功能和应用,从而推动手性量子光学在量子信息领域中的大规模应用。主要对基于半导体量子点的片上手性纳米光子器件进行了综述,重点讨论了半导体量子点的光学性质和手性光与物质相互作用的物理机制,在此基础上对近年来应用手性耦合原理实现的多功能手性光子器件进行了总结,并对手性量子光学的未来应用场景进行了展望。
量子光学 量子点 手性 纳米光子器件 集成光学
红外与激光工程
2021, 50(11): 20210506
1 中国科学院物理研究所光物理重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
光子晶体是介质介电常数呈周期性排布的结构,具有光子带隙,处于光子带隙中的电磁波无法在其中传播。二维平板光子晶体是通过在衬底上刻蚀周期性排列的空气孔柱而形成的结构,由于其具有优良的控制光传播的特性而得到广泛的研究和应用。介绍了在二维平板光子晶体中引入缺陷形成的光子晶体微腔和波导的方法和性质。通过调整几何参数控制微腔与波导之间的耦合,实现基于二维平板光子晶体的全光开关、光存储、单光子源等光学器件并讨论其在量子光学网络中的应用。
集成光学 光子晶体 微腔 波导 耦合 激光与光电子学进展
2017, 54(3): 030001