在单片AlGaAs-on-insulator微谐振器中高效且宽带的量子频率梳生成
量子物理
2026-01-14 v1
摘要
用于量子信息处理的光子系统探索已在多个前沿研究领域引起广泛兴趣。光子频率编码因其与包括光纤网络和波分复用系统在内的成熟光通信技术的自然契合，成为一种特别可行的方法。通过利用多个频率模式，可以预期大幅减少硬件资源并提高量子性能。非线性光子学与微谐振器的集成提供了一种在离散光谱模式间生成频率关联光子对的引人注目的方式。在这里，通过利用高材料非线性和低非线性损耗，我们展示了一种基于AlGaAs-on-insulator的高效芯片级多波长量子光源，其在电信波长处具有约200 GHz的自由光谱范围。优化的亚微米波导几何结构提供了高有效非线性（~550 mW）和宽生成带宽，在35.2 nm带宽上产生了十一个不同的波长对，平均光谱亮度为2.64 GHz mWnm。通过Franson干涉测量验证了每个频率模式对的能量-时间纠缠，平均净可见度为93.1%。凭借其卓越的光学增益和激光能力，这里开发的AlGaAs-on-insulator平台在实现完全集成、可部署的片上量子光子学系统方面显示出卓越的潜力。
引用
@article{arxiv.2601.08289,
title = {Efficient and broadband quantum frequency comb generation in a monolithic AlGaAs-on-insulator microresonator},
author = {Xiaodong Zheng and Xu Jing and Chenbo Liu and Yufu Li and Runqiu He and Lina Xia and Fei Wang and Yuechan Kong and Tangsheng Chen and Liangliang Lu and Jiayun Dai and Bin Niu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.08289},
year = {2026}
}
备注
23 pages, 12 figures