科學網—最亮軌道角動量單光子源問世

2021-01-16 科學網

 

本報訊（記者朱漢斌）近日，中山大學物理學院教授王雪華、劉進團隊製備出國際上最亮的軌道角動量單光子源。相關研究在線發表於《自然—納米技術》。

具有軌道角動量的單光子源是高維量子信息處理的關鍵器件。迄今為止，產生攜帶軌道角動量的單光子都是由非線性過程概率性產生，且效率很低，成為制約高維量子信息處理的主要瓶頸。為此，研究人員提出將單量子點嵌入角向光柵微環諧振腔中的微納集成量子光源結構，使量子點與具有軌道角動量的微腔模式實現高效耦合，增強量子點的發光效率和角向光柵對單光子的向上散射。

實驗製備的關鍵在於是否能把量子點精確定位在微腔的最佳位置，研究人員前期研究「三高」量子糾纏光子源時研發了螢光成像精確定位技術和微納加工製備技術，利用這些定位精度達10納米的技術，實現了量子點在角向光柵微環諧振腔中的精確定位，在國際上製備出光源亮度達0.23（4）的最亮晶片式觸發軌道角動量單光子發射器件。

該研究工作是首次在晶片上實現攜帶軌道角動量的單光子發射，為推進量子光源性能的按需調控和高維量子信息處理邁出了重要一步。此外，製備的器件與半導體加工工藝兼容，具有尺寸小、可集成、可擴展的優勢。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41565-020-00827-7

《中國科學報》 (2021-01-15 第1版 要聞)

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