利用单一梯度超表面实现光子时间波形转换
量子物理
2025-03-24 v1 光学
摘要
通过对不同频率施加相位调制,超表面具备在飞秒时间尺度上操控光子时间维度的能力。然而,利用超表面在纳秒时间尺度上对单一波包进行整形,仍是一项根本性挑战。本文提出,通过在单一超表面上实现多光子波包干涉,可实现单光子时间波形的转换。通过选取合适的输入单光子时间波形与超表面分束比,可以高保真地实现可控的光子波形转换。例如,具有指数衰减轮廓的光子可被整形为高斯轮廓;通过调节输入光子的相对时间延迟,高斯形光子可经由同一超表面变换为指数衰减或指数上升轮廓。该机制为解决量子网络中的时间波形失配问题提供了一种紧凑方案,有助于实现高保真度的片上量子信息处理。
引用
@article{arxiv.2503.17134,
title = {Conversion of photon temporal shape using single gradient metasurface},
author = {Zhaohua Tian and Qi Liu and Yu Tian and Ying Gu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.17134},
year = {2025}
}