碳化硅中集成探测器的三角形量子光子器件
光学
2022-12-26 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
三角形截面 SiC 光子器件已被研究作为将色心集成到量子硬件中的高效且可扩展途径。在这项工作中，我们通过在三角形截面 SiC 波导一侧引入光子晶体镜、另一侧引入超导纳米线单光子探测器（SNSPD），探索了该波导中色心发射的高效收集与探测。我们建模的具有随机位置发射体的三角形截面器件在所需光学模式中的最大耦合效率为 89%，且在一半以上配置中耦合效率高于 75%。首次在 4H-SiC 上溅射 NbTiN 薄膜并测量了薄膜的电学和光学性质。我们发现其输运性质与 NbTiN 在 SiO2 衬底上的情况相似，而消光系数在 1680 nm 波长下高出至多 50%。最后，我们对集成 SNSPD 的三角形截面波导进行了时域有限差分模拟，以确定用于高效探测 TE 和 TM 偏振模式光的最优纳米线几何结构。
引用
@article{arxiv.2208.05569,
title = {Triangular Quantum Photonic Devices with Integrated Detectors in Silicon Carbide},
author = {Sridhar Majety and Stefan Strohauer and Pranta Saha and Fabian Wietschorke and Jonathan J. Finley and Kai Müller and Marina Radulaski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.05569},
year = {2022}
}
备注
31 pages, 8 figures