单光子的片上生成与压电光机械动态旋转
光学
2022-11-24 v2 介观与纳米尺度物理
应用物理
量子物理
摘要
集成光子电路是光子量子技术和基于芯片的量子器件实现的关键组件。未来的应用需要灵活的架构以克服当前许多器件的常见局限,例如缺乏可调谐性或内置量子光源。在此,我们报道一种动态可重构集成光子电路,其包含集成量子点(QDs)、马赫-曾德尔干涉仪(MZI)和直接制备于单片半导体平台上的表面声波(SAW)换能器。我们展示了通过量子点实现片上单光子生成及其亚纳秒级动态片上控制。两路独立施加的 SAW 通过压电光机械方式在 MZI 中旋转单光子或谱调制量子点发射波长。在 MZI 中,SAW 印入随时间变化的光学相位并调制量子比特旋转至输出叠加态。这使得动态单光子路由频率超过 1 GHz 得以实现。最后,动态单光子控制与量子点谱调谐的结合实现了输入光子态的波分复用及在输出端的去复用。我们的方法可扩展至多组件集成量子光子电路,并且与混合光子架构及其他关键组件(例如光子谐振腔或片上探测器)兼容。
引用
@article{arxiv.2202.10173,
title = {On-chip generation and dynamic piezo-optomechanical rotation of single photons},
author = {Dominik D. Bühler and Matthias Weiß and Antonio Crespo-Poveda and Emeline D. S. Nysten and Jonathan J. Finley and Kai Müller and Paulo V. Santos and Mauricio M. de Lima and Hubert J. Krenner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.10173},
year = {2022}
}