在混合光-物质集成电路中建模量子光子统计

强光-物质耦合,即在导波电磁模式与激子半导体跃迁之间形成的耦合,会产生激子-极化激元,其光学非线性远超传统光子平台。在少粒子体系中利用这些非线性(在该体系中,光子反聚束、亚泊松统计和非平凡模间关联等量子特征变得可观测)是集成量子光子学的核心目标。然而,目前尚缺乏一个将实际波导参数与可测量的非经典光子输出联系起来的定量理论框架。本工作提出一个全面的框架,用于预测和基准化极化激元集成电路中的量子光子统计,该框架采用目前最先进的实验设备参数(针对(Al)GaAs波导平台)。通过将脉冲非线性波导动力学映射到一个明确包含耗散的玻色子量子电路表示中,该团队在两种电路配置中识别出实验可及的量子特征:一种是在自由空间干涉配置中的单波导,另一种是全集成多模耦合波导电路。研究进一步表明,极化激元色散的慢光工程为放大有效非线性提供了一条实用途径,从而将量子特征推向超越高斯统计的范围。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-22 06:58

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