用于囚禁离子量子技术的双极化硅氮光子集成电路基准测试
光学
2026-03-26 v2
摘要
囚禁离子是量子技术中最成熟的平台之一，具有从量子计算到精密计时等多种应用。实现更紧凑和可扩展系统的一个关键步骤是将光子集成电路(PIC)集成到表面离子阱中，以实现芯片内光传输和对单个离子进行光学定位。目前，大多数实现方案仅依赖横向电极(TE)模式 grating coupler，其中发射光线位于芯片平面内极化。本文中，我们设计、制造并表征了支持TE和横向磁极化(TM)模式且光学损耗相当的硅氮(SiN) PIC组件，包括进光结构、分路器和grating coupler。在760 nm处对PIC进行基准测试，该波长是Yb应用的典型波长。制造的grating coupler使双极化均可实现准直自由空间束的输出， exhibiting 不同的发射角。这一双极化能力为极化控制提供了更多灵活性，并拓展了囚禁离子量子技术可访问的光学设计空间。
引用
@article{arxiv.2603.22578,
title = {Benchmarking Dual-Polarization Silicon Nitride Photonic Integrated Circuits for Trapped-Ion Quantum Technologies},
author = {Carl-Frederik Grimpe and Anastasiia Lüßmann-Sorokina and Guochun Du and Pragya Sah and Steffen Sauer and Elena Jordan and Rijil Thomas and Pascal Gehrmann and Maksim Lipkin and Stephan Suckow and Max C. Lemme and Stefanie Kroker and Tanja E. Mehlstäubler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.22578},
year = {2026}
}