定点控制的量子点阵列与集成氮化硅波导及器件边缘耦合

量子光子集成电路的可扩展性为大规模量子计算与通信开辟了道路。迄今为止,这种可扩展性一直受限于量子光源的随机特性。此外,可能需要通过多平台混合集成才能将前沿器件组合成功能性架构。该研究团队展示了在低温环境下,将十个位点可控砷化镓量子点阵列与十个氮化硅单模波导阵列进行主动对准和边缘耦合的实验。通过在每个量子点周围确定性自对准制备纳米柱结构,实现了高良率、规则排列的单光子源阵列。片上分束器验证了单光子向氮化硅芯片的触发发射。由于整体非均匀展宽较低,研究人员成功观测到相邻位点可控发射器之间的光谱重叠。在整个波导阵列中,每个耦合量子点收集到的信号强度始终稳定在相同单光子源自由空间收集信号的0.17倍。通过测量数据与波导模拟对比,该工作推断当前量子点与波导之间的绝对耦合效率可达≈5%。

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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-12-08 13:12

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