介质超表面中光热可调谐光子对生成
光学
2026-05-04 v1 量子物理
摘要
基于集成光子学中自发四波混频（SFWM）的光子对源通常是光谱静态的。我们展示并建模了一种基本的热光机制，该机制通过 SFWM 调制非晶硅（a-Si）薄膜和超表面中的光子对生成。飞秒脉冲激发在未图案化的 a-Si 中产生高于 400 的 g²(0)，证实了高纯度非经典发射。共振 a-Si 超表面在 0.6 mW 泵浦功率下通过 Mie 型模式以超过 3.8 kHz 的速率产生光子对。泵浦吸收引起局部加热，使共振红移，改变模式重叠和 SFWM 效率，导致偏离未耗尽区预期的二次功率缩放。耦合电磁和传热模拟定量地再现了这些趋势。偏振分辨测量显示近乎各向同性的非线性响应，a-Si 的三阶磁化率比多晶硅高 3 倍。这项工作将 a-Si 定位为一个明亮的、CMOS 兼容的量子光子学平台，并指出热光失谐是一个关键机制，在集成光子对源中应予以考虑并可能加以利用。
引用
@article{arxiv.2508.19051,
title = {Photo-Thermally Tunable Photon-Pair Generation in Dielectric Metasurfaces},
author = {Omer Can Karaman and Hua Li and Elif Nur Dayi and Christophe Galland and Giulia Tagliabue},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.19051},
year = {2026}
}