基于van der Waals 超材表面的光子对生成性能提升
光学
2025-08-15 v1 量子物理
摘要
量子光子对在众多量子应用中发挥关键作用。超材表面作为由纳米结构构成的二维阵列，受到广泛关注以增强和控制通过随机参量下转换(SPDC)产生的光子对。van der Waals(VdW)层状材料因其高非线性光导率及与芯片集成的兼容性，已成为量子光源的有前景材料。本工作首次演示了由VdW材料3R-MoS2构成的超材表面的SPDC。该纳米共振器支持最高可达120的准束态于连续谱(qBIC)，显著增强光-物质相互作用。该设计较无结构薄膜实现SPDC速率提升20倍，亦实现更高的亮度，从而实现量子光子对生成的性能提升。本工作为利用van der Waals 超材表面生成量子光子对提供了新方法，为先进的量子应用开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2507.18994,
title = {Enhanced photon-pair generation from a van der Waals metasurface},
author = {Tongmiao Fan and Yilin Tang and Shaun Lung and Maximilian Weissflog and Jinyong Ma and Saniya Shinde and Sina Saravi and Mudassar Nauman and Wenkai Yang and Hao Qin and Shuyao Qiu and Andrey A. Sukhorukov and Yuerui Lu and Frank Setzpfandt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.18994},
year = {2025}
}