高速率、定向发射的单光子源器件制造技术

本发明专利技术提供了一种高速率、定向发射的单光子源器件。包括：表面等离激元微腔结构，用于形成表面等离激元微腔；以及设置在表面等离激元微腔内单光子源；表面等离激元微腔结构包括一维金属纳米波导。通过将单光子源置于表面等离激元微腔内，由于表面等离激元微腔与单光子源的相互作用，可以将单光子源所发射出的单光子至少一部分转化为沿着一维金属纳米波导传导的表面等离激元，并最终在一维金属纳米波导的端部散射形成定向传播的单光子束流。采用本发明专利技术的装置，不仅实现了单光子的定向发射，提高了单光子的收集效率，同时由于表面等离激元的近场增强效应可以极大地增强单光子源感受到的电磁场强度，使得单光子发射速率得到了明显提高。

【技术实现步骤摘要】
高速率、定向发射的单光子源器件
本专利技术涉及单光子源
，特别是涉及一种高速率、定向发射的单光子源器件。
技术介绍
量子信息科学是量子力学和信息科学技术结合的产物，包括量子密码、量子通信、量子计算、量子测量等，近年来，在理论和实验上都已经取得了重要突破。引起各国政府、科技界、信息界的高度关注。无论是量子通信还是量子计算，稳定的、高速率的单光子光源都是必须解决的关键设备，是现阶段量子信息研究的重要热点之一，也是必须攻克的难题。单光子源是指在同一时刻仅仅发射一个光子的光源。现有技术中通常利用单个半导体量子点、单个荧光分子或者金刚石中的NV色心等纳米光源来产生单光子，其原理均是利用单个电偶极子的跃迁。由于电偶极子发射不具有明显的方向性，因此如何提高系统对此类纳米光源发射出来的光子的收集效率一直都是人们迫切需要解决的难题，同时这些单光子源发射光子时的发射速率较低，也限制了它们的实际应用。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种高速率、定向发射的单光子源器件，能够使单光子源所发射出的光子高速、定向传播。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种高速率、定向发射的单光子源器件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速率、定向发射的单光子源器件，包括：表面等离激元微腔结构，用于形成表面等离激元微腔；以及单光子源(10)，设置在所述表面等离激元微腔内；所述表面等离激元微腔结构包括一维金属纳米波导(20)。

【技术特征摘要】
1.一种高速率、定向发射的单光子源器件，包括：表面等离激元微腔结构，用于形成表面等离激元微腔；以及单光子源(10)，设置在所述表面等离激元微腔内；所述表面等离激元微腔结构包括一维金属纳米波导(20)。2.根据权利要求1所述的单光子源器件，其特征在于，所述表面等离激元微腔结构还包括金属纳米颗粒(30)；所述金属纳米颗粒(30)邻近所述一维金属纳米波导(20)设置并与所述一维金属纳米波导(20)形成所述表面等离激元微腔。3.根据权利要求2所述的单光子源器件，其特征在于，所述金属纳米颗粒(30)设置在所述一维金属纳米波导(20)的侧面。4.根据权利要求2所述的单光子源器件，其特征在于，所述金属纳米颗粒与所述一维金属纳米波导(20)的垂直距离为d，其中0＜d≤100nm。5.根据权利要求1所述的单光子源器件，其特征在于，所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏红，李强，徐红星，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11