成然 1黄帅 1徐强 1张伟 1[ ... ]宋海智 1,2,*
作者单位
摘要
1 西南技术物理研究所, 成都 610041
2 电子科技大学 基础与前沿研究院, 成都 610054
量子信息科技的进步, 在很大程度上依赖于传统材料的成熟与发展。近年来, 铌酸锂成为量子器件的重要基础材料, 在量子科技领域具有巨大的应用潜力。梳理了基于铌酸锂材料制备的量子光源、量子中继器件、单光子探测器件等各类铌酸锂量子器件的技术进展, 总结了它们的优缺点并展望了其未来主要的发展趋势, 对基于铌酸锂材料制备的量子器件在量子信息科技的实用化具有很好的指导作用。
量子光学 量子器件 非线性光学 铌酸锂 quantum optics quantum devices nonlinear optics lithium niobate 
激光技术
2022, 46(6): 722
Author Affiliations
Abstract
1 Télécom Paris, Institut Polytechnique de Paris, LTCI, Palaiseau, France
2 mirSense, Centre d’integration NanoInnov, Palaiseau France
3 ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris, Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, Paris, France
4 University of Central Florida, CREOL, College of Optics and Photonics, Orlando, Florida, United States
5 University of New Mexico, Center for High Technology Materials, Albuquerque, New Mexico, United States
Free-space optical communication is a very promising alternative to fiber communication systems, in terms of ease of deployment and costs. Midinfrared light has several features of utter relevance for free-space applications: low absorption when propagating in the atmosphere even under adverse conditions, robustness of the wavefront during long-distance propagation, and absence of regulations and restrictions for this range of wavelengths. A proof-of-concept of high-speed transmission taking advantage of intersubband devices has recently been demonstrated, but this effort was limited by the short-distance optical path (up to 1 m). In this work, we study the possibility of building a long-range link using unipolar quantum optoelectronics. Two different detectors are used: an uncooled quantum cascade detector and a nitrogen-cooled quantum well-infrared photodetector. We evaluate the maximum data rate of our link in a back-to-back configuration before adding a Herriott cell to increase the length of the light path up to 31 m. By using pulse shaping, pre- and post-processing, we reach a record bitrate of 30 Gbit s - 1 for both two-level (OOK) and four-level (PAM-4) modulation schemes for a 31-m propagation link and a bit error rate compatible with error-correction codes.
free-space communication Stark-effect external modulator midinfrared photonics intersubband technology unipolar quantum devices 
Advanced Photonics
2022, 4(5): 056004
作者单位
摘要
安徽大学 计算智能与信号处理教育部重点实验室, 合肥 230039
利用辛积分和高阶交错差分方法建立了求解含时薛定谔方程的高阶辛算法(SFDTD(4,4)).对空间部分的二阶导数采用四阶准确度的差分格式离散得到随时间演化的多维系统再引入四阶辛积分格式离散; 探讨了SFDTD(4,4)法的稳定性, 获得了含时薛定谔方程的一维以及多维的稳定性条件, 并得到在含势能情况下该稳定性条件的具体表达式; 借助复坐标沿伸概念, 实现了SFDTD(4,4)法在量子器件模拟中的完全匹配层吸收边界条件.结合一维量子阱和金属场效应管传输的仿真, 结果表明较传统的时域有限差分算法, SFDTD(4,4)有着更好的计算准确度, 适用于长时间仿真.算法及相关结果可为实际量子器件的设计提供必要的参考.
辛积分 薛定谔方程 高阶辛算法 稳定性条件 量子器件 Symplectic integrators Schrdinger equation High-order symplectic finite-difference time-domai Stability condition Quantum devices 
光子学报
2015, 44(4): 0419002

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