在周期性极化铌酸锂薄膜上集成的光子对源
基于自发参量下转换(SPDC)的芯片集成光子对源,已成为实现可扩展量子光生成的一种有前景的解决方案。薄膜铌酸锂(TFLT)是一个引人注目的 \( \chi^{(2)} \) 平台,它结合了强非线性、高光损伤阈值、弱光折变响应以及可实现准相位匹配的铁电性。然而,基于SPDC在TFLT上的光子对生成尚未得到证实。在此,该团队将高质量周期性极化与低损耗纳米光子波导相结合,在行波和谐振两种配置下实现了TFLT上的光子对源。在周期性极化的直波导中,该工作实现了高效率(\(2.1~\mathrm{GHz}~\mathrm{mW}^{-1}\))和高符合-偶然比(高达 \(3.8\times10^{5}\))的宽带光子对生成。研究人员通过预示二阶关联函数(\(g^{(2)}_\mathrm{H}(0) = 0.0018 \pm 0.0002\))进一步确认了高纯度单光子操作,并通过Franson干涉(可见度为 \(98.9 \pm 0.5\%\))证实了高保真度时间-能量纠缠。在周期性极化的跑道型谐振器中,该团队绘制出覆盖电信C波段和L波段的宽量子频率梳。通过隔离单个频率关联对,作者测量到高达 \(11~\mathrm{GHz}~\mathrm{mW}^{-1}~\mathrm{GHz}^{-1}\) 的光谱亮度。这些结果与 \( \chi^{(2)} \) 集成平台上的现有技术水平相当,将TFLT定位为集成量子光源的有力竞争者,其应用包括波分复用量子通信和光子量子信息处理。

