单个原子在集成光子谐振器倏逝场中的捕获
在可扩展光子平台上实现强原子-光子相互作用,对原子和光子量子信息平台都具有重要意义。其中,将单个原子捕获在平面光子集成谐振器表面亚波长距离内以实现与导模的强耦合,一直是一个突出的挑战。本文展示了一种高效的方法:将单个超冷铷原子捕获在集成氮化硅微环谐振器的倏逝场中,距离芯片表面仅150-200纳米。通过一种与西西弗斯冷却相关的倏逝场机制,实现了高效的单次加载过程,该过程通过单次散射事件耗散原子的动能并将其转移至近表面陷阱。研究人员观察到,在无需连续冷却的条件下,捕获时长从亚毫秒到1秒呈对数尺度分布。被捕获的原子与谐振器高效耦合,实现了片上光子收集、光子反聚束以及单原子协同性超过1的珀塞尔增强自发辐射。该成果展示了基于CMOS兼容芯片的原子-光子接口在可扩展量子光子电路中的应用潜力。

