仿真指导设计用于频率复用自发参量下转换的集成光子腔

窄带宽、高对生成效率的频分复用纠缠光子对源是实现量子网络的关键支撑技术。该工作提出了一种基于模拟设计的集成光子跑道谐振腔源,用于自发参量下转换(SPDC),该源可同时实现上述三个特性。核心成果是模拟生成了90个双谐振信号/闲频频率模式对,其有效施密特数为89.62,平均带宽为1.08 GHz,平均自由光谱范围为51.9 GHz,总内部对生成速率效率达1.16 GHz/mW。在基于波长的确定性分束条件下,可访问的频率状态施密特数降至44.93。为支撑这些预测,该研究推导出经典腔参数(谐振频率、衰减率、耦合系数)与量子联合频谱幅度及对生成速率之间的闭合解析关系,将Raymer的色散介质量子化形式拓展至非线性光学腔情形。该工作展示了如何将经典电磁场模拟与此解析框架相结合,在集成光子源制备前预测其量子性能指标。制备与实验验证留待后续工作完成。
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提交arXiv: 2026-05-04 20:01

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