激光激活硅中颜色中心的全链路基于物理的建模

颜色中心是量子信息处理中最具前景的候选对象之一。其实际应用的核心要求包括受控且高效的局部激活于纳米光子器件中，以及相似的光谱特征。然而，由于缺乏对其形成过程全面理论洞察，以及难以为快速原位优化 streamlining 生成过程，控制且可靠地产生颜色中心本身存在挑战。我们通过开发全链路从头开始的模型来解决这些挑战，该模型能够捕捉颜色中心形成过程的底层机制。通过激光退火激活发射器，实现原位创建并具备模型控制的可能性。值得注意的是，我们的模型能够估算发射器在裸硅中的非均匀宽度缩小至 16 GHz，这相当于创建具有高度相似光谱特性的发射器。最后，我们针对在纳米光子器件中进行原位确定性激活的挑战，超越裸硅，展示了在光子晶体光学腔中成功的激光写入。这为在量子光子平台中实现确定性和大规模集成颜色中心奠定了基础。