提高集成光子源符合效率的途径

硅环谐振器利用硅的大三阶非线性，通过称为自发四波混频的过程被用作光子对源。这些源能够产生不可区分的光子对，但通常遭受有效的 50% 损耗。通过使输入波导与环略微解耦，可以显著提高下载端口的符合比率，其代价是泵浦光耦合到环中的效率降低。具有这种设计的环谐振器已被证明具有约 96% 的符合比率，但需要泵浦功率增加约 10 倍。通过修改耦合设计，依赖额外的光谱依赖性，可以在不增加泵浦需求的情况下实现类似的符合比率。这可以通过将输入波导多次耦合到环上来实现，从而创建一个马赫-曾德尔干涉仪。这种耦合器设计可用于环谐振器的两侧，使得一个耦合器支持的共振被另一个耦合器抑制。这是光子对源的理想配置，因为它只能在输入端支持泵浦光子，同时只允许产生的光子从输出端离开。最近，该器件已被实现，初步结果显示出所需的光谱依赖性，符合比率高达约 97%，同时允许泵浦光近乎临界耦合到环上。所展示的近单位符合比率推断出所制造器件具有接近最大的预示效率。该器件有潜力极大改善量子计算和通信系统的可扩展性与性能。