利用多功能成像超透镜实现任意结构化量子发射

在多个自由度上结构化单光子发射体的光发射，对于迈向更高维度的量子信息处理具有重要意义。然而，传统上对量子光源发射的控制依赖于使用多个笨重光学元件或功能受限的纳米结构谐振腔，制约了多维调控的潜力。在此，我们引入一种超薄偏振分束超透镜，用于在室温下对任意量子发射进行结构化。由于在单个超原子层面上可实现完全且独立的偏振与相位控制，所设计的超透镜能够同时成像六方氮化硼中超亮缺陷的量子发射，并将任意波前印刻到光源的正交偏振态上。该混合量子超透镜可同时操控量子光源的多个自由度，包括方向性、偏振与轨道角动量。所展示的在多自由度上对量子发射的任意波前整形，可释放固态单光子发射体(SPE)作为高级量子光子应用中的高维量子光源的全部潜力。