高效光子对发射的纳米结构谐振器及其理论描述

亚波长非线性纳米结构中的自发参量下转换(SPDC)因其固有的多功能性及产生复杂量子态的能力,正成为量子光源研究的新兴方向。尽管该领域关注度持续攀升,但纳米结构中光子对生成的物理机制仍未被完全阐明。尤其缺乏对单个谐振器关键发射特性(如空间方向性和光谱特征)的实验研究,且尚未建立经实验直接验证的预测性理论框架。本研究首次测量了铌酸锂“牛眼”纳米谐振器中SPDC产生光子对的空间与光谱特性,发现二者均呈现共振行为,并通过扩展的准正态模式理论框架予以阐释。得益于光子对计数率高达0.45 Hz/mW(据我们所知,这是目前纳米谐振器报道的最高值),该工作实现了理论与实验的精准对照。这些成果为理解纳米结构中SPDC提供了新的物理见解,标志着向高效纳米级量子光源的预测性设计迈出了重要一步。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-25 14:28

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