用于生成量子关联光子对的硫族化物光学环形谐振器制造技术

一种包括闭环芯、包层以及一个或多个总线波导的光学环形谐振器。该闭环芯设置在该包层中，并且是As2Se3玻璃。该一个或多个总线波导设置在该包层中，并且光学地耦合到该闭环芯。该闭环芯具有电信波段内的零色散波长。该闭环芯具有多个谐振模，该多个谐振模包括与该零色散波长相对应的零色散谐振模和多个成对的谐振模。此外，该闭环芯具有从该零色散波长延伸大于

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成量子关联光子对的硫族化物光学环形谐振器
相关申请的交叉引用
[0001]本申请根据35U.S.C.
§
119要求于2019年6月28日提交的美国临时申请序列第62/868281号的优先权的权益，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0002]本公开涉及使用χ
(3)
非线性光学过程生成量子关联光子对的装置和系统。更具体地，本公开涉及一种用于在电信波段上生成量子关联光子对的光学环形谐振器。量子光子学的最新进展带来了广泛的应用，诸如安全量子通信、计量、感测和高级计算。例如，通过以单光子的量子态编码信息，量子力学定律确保量子态在不被测量然后被破坏的情况下不能被复制或篡改，从而提高了编码信息的安全性。以量子密钥分配(QKD)的形式的许多量子密码学协议已经被开发利用量子通信信道上的单光子。因此，单光子源是量子光子技术的关键组成部分之一。此外，量子通信的未来发展需要经由量子中继器在长距离上传送量子态，并在相当长的时间段内本地存储量子信息。两者都要求单光子具有高量子态纯度和长相干时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包括闭环芯、包层以及一个或多个总线波导的光学环形谐振器，其特征在于：所述闭环芯设置在所述包层中，并且所述闭环芯包括As2Se3玻璃；所述一个或多个总线波导设置在所述包层中与所述闭环芯相邻，使得所述一个或多个总线波导光学地耦合到所述闭环芯；所述闭环芯包括电信波段内的零色散波长；所述闭环芯包括多个谐振模，所述多个谐振模包括与所述零色散波长相对应的零色散谐振模和多个成对的谐振模；所述闭环芯包括相位匹配带宽，所述相位匹配带宽从所述零色散波长延伸大于
±
40nm；并且在接收到包含包括所述零色散波长的泵浦波长的多个泵浦光子时，所述闭环芯在结构上被配置为在与所述相位匹配带宽内的波长相对应的成对的谐振模下，通过自发四波混频过程来生成一个或多个量子关联光子对。2.如权利要求1所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述闭环芯的所述零色散波长在所述电信波段的C波段内。3.如权利要求1或2所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述闭环芯的所述相位匹配带宽从所述零色散波长延伸大于
±
50nm。4.如权利要求1或2所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述闭环芯的所述相位匹配带宽从所述零色散波长延伸大于
±
90nm。5.如权利要求1所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述闭环芯的所述相位匹配带宽延伸到低拉曼增益的光谱窗口中。6.如权利要求1所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述多个谐振模式的每一个相邻谐振模式之间的模间距为从约10nm至约40nm。7.如权利要求1所述的光学环形谐振器，其特征在于，在接收到包含包括所述零色散波长的所述泵浦波长的多个泵浦光子时，所述闭环芯在结构上被配置为生成量子关联光子对，所述量子关联光子对包括与所述相位匹配带宽内的所述多个成对的谐振模中的每一个相对应的波长。8.如前述权利要求中任一项所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述闭环芯在结构上被配置为以1.0
×
10
12
对/s/mW2/GHz或更高的光子对生成效率生成量子关联光子对。9.如前述权利要求中任一项所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述闭环芯包括106或更大的光学品质因数。10.如前述权利要求中任一项所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述闭环芯包括小于0.5μm2的横截面积。11.如前述权利要求中任一项所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述闭环芯的半径小于100μm。12.如权利要求11所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述闭环芯的半径小于10μm。13.如前述权利要求中任一项所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述闭环芯包括从2.7至2.9的折射率。14.如前述权利要求中任一项所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述包层包括SiO2。15.如权利要求1所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述一个或多个总线波导包括
第一总线波导，所述第一总线波导具有被配置为接收多个泵浦光子的输入端和被配置为输出一个或多个量子关联光子对的输出端。16.如权利要求1所述的光学环形谐振器，其特征在于：所述一个或多个总线波导包括第一总线波导和第二总线波导；所述第一总线波导包括被配置为接收多个泵浦光子的输入端；并且所述第二总线波导包括被配置为输出一个或多个量子关联光子对的输出端。17.如权利要求1所述的光学环形谐振器，其特征在于，位于最接近所述闭环芯的所述一个或多个总线波导中的每一个的一部分与所述闭环芯之间的最大间距为200nm或更小。18.如权利要求1或17所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述一个或多个总线波导包括As2Se3。19.如权利要求1所述的光学环形谐振器，进一步包括衬底层，其中所述包层设置在所述衬底层上。20.如权利要求19所述的光学环形谐振器，其特征在于，所述衬底层包括Si。21.一种包括光泵和如权利要求1所述的光学环形谐振器的量子关联光子生成器，其特征在于，所述光泵光学地耦合到所述一个或多个总线波导中的至少一个的输入端，并且所述光泵在结构上被配置为生成包括所述零色散波长的多个泵浦光子。22.如权利要求21所述的量子关联光子生成器，进一步包括光子检测器，所述光子检测器光学地耦合到所述一个或多个总线波导中的至少一个的输出端。23.如权利要求22所述的量子关联光子生成器，进一步包括光学滤波器，所述光学滤波器光学地耦合到所述一个或多个总线波导中的至少一个的输出端，其中所述光学滤波器在结构上...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜伟，D，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：