通过 III-V 族半导体微环中的下转换生成光子对：模式色散与准相位匹配

我们探讨了 III-V 族半导体微环谐振器如何利用其内置的准相位匹配和模式色散，通过自发参量下转换高效生成光子对和压缩真空态。我们给出了由弱泵浦脉冲生成的光子对的双光子波函数的解析表达式，并表征了在更强泵浦条件下产生的压缩态。我们的模型包含损耗，并捕获了散射光子的统计特性。详细的样例计算表明，对于低泵浦功率，在连续波和脉冲激发模式下，对于诸如与波导耦合的简单微环等基础结构，可实现 10$^{-5}$ 的转换效率，对应于 1 $\mu$W 泵浦功率下 39 MHz 的速率。我们的结果表明，高水平的压缩和泵浦耗尽是可以实现的，这可能导致非高斯态的确定性生成。