级联超表面干涉仪:用于经典光与量子光的多路径干涉研究

分束器是经典与量子光学系统中的核心元件,可实现光场分配、干涉、叠加及纠缠态生成。然而,传统块体式2×2分束器构建的光学网络存在固有可扩展性瓶颈——全连接网络中所需分束器数量随光学模式数呈平方级增长。超表面技术为突破这一限制提供了新途径:通过在波长尺度调控光场,可构建具有先进功能的紧凑型光学元件,同时处理多模式光场。该研究团队设计并实验验证了超表面多端口分束器,进而实现了由两级级联超表面构成的多模干涉仪。研究人员采用经典光源对单级及级联超表面进行表征,通过可调相位关系实现了分束比调控。随后将该方案拓展至量子光源,利用单光子实验证实了二阶/三阶光子关联效应,以及跨多空间路径的单光子干涉现象。这些成果确立了基于超表面的多端口分束器作为可扩展、可重构平台的潜力,为连接经典与量子光子学提供了新范式。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-26 06:52

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