异构集成的金刚石-锂氧化锌量子光子平台
光学
2026-03-10 v1 量子物理
摘要
金刚石光子学已实现量子存储器的高效界面，并且被预测为量子网络的关键组件。然而，可扩展的网络架构需要对光子进行空间、时间和频谱控制，这依赖于金刚石本身无法提供的非线性和电光功能。本文演示了将薄膜锂氧化锌 (TFLN) 平台（具有强 chi-2 非线性和电光效应）与薄金刚石薄膜进行异构集成。我们实现了具有 735 nm 处 Q 因子超过 5x10^4 的高品质金刚石光子晶体腔体，其与 TFLN 光子骨干进行光 lithography 对准并关键耦合。这使得我们能够实现损耗约为 1 dB/coupler 的低损耗金刚石-TFLN “升降器”，支持高效光传输。在 5K 的低温下，我们可以通过 TFLN 光子电路收集嵌入金刚石结构中的硅空位 (SiV) 发射的光子。这一方法为集成光子电路通向实际量子网络及其他技术提供了可扩展的途径。
引用
@article{arxiv.2603.08609,
title = {Heterogeneously Integrated Diamond-on-Lithium Niobate Quantum Photonic Platform},
author = {Sophie W. Ding and Chang Jin and Zixi Li and Nicholas Achuthan and Kazuhiro Kuruma and Xinghan Guo and Brandon Grinkemeyer and David D. Awschalom and Nazar Delegan and F. Joseph Heremans and Alexander A. High and Marko Loncar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.08609},
year = {2026}
}