片上集成单光子源发光增强装置及其制备方法制造方法及图纸

本公开提供一种片上集成单光子源发光增强装置及其制备方法，装置包括：芯片(2)，用于在泵浦激光的激发下产生单光子；其中，芯片(2)包括复合折射率波导和涂覆在复合折射率波导上的单量子点，泵浦激光激发单量子点产生单光子；复合折射率波导包括叠加的第一波导(210)和第二波导(220)，第二波导(220)从三面包覆第一波导(210)，在第二波导(220)中形成微腔并形成连续域中束缚态；第二波导(220)的折射率小于第一波导(210)的折射率，单光子耦合进入微腔中被增强。本公开的装置可以增强单光子源发光以及实现室温下单光子源的片上集成。光以及实现室温下单光子源的片上集成。光以及实现室温下单光子源的片上集成。

【技术实现步骤摘要】
片上集成单光子源发光增强装置及其制备方法


[0001]本公开涉及量子光源
，尤其涉及一种片上集成单光子源发光增强装置及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来单光子源(SPS)技术在量子信息领域取得了突破性进展，其在量子通信、量子计算、量子光刻和量子密码学等方面都有活跃的表现。尤其是在量子密码学中，现不仅已理论证明了量子密钥分配(QKD)的可能，而且自从1984年提出最初提案以及1992年的第一次试验以来，QKD已经在许多方面得到了证实。由于量子通信的保密性强、安全性好及在量子计算机中运行速度快等优点引起了人们的广泛关注。为了保证在通信中量子信息不被泄密，量子通信理想单光子源需保证每个脉冲中有且仅有一个光子，实现理想单光子源是研究量子通信中的一个非常重要的课题。获得单光子源主要有以下几种方法：如金刚石色心、单量子点、参量下转换等。
[0003]现有采用量子点作为单光子源的方法中，通常需要低至4K的低温条件以及很复杂的量子点对准结构。同时，在衬底上生长量子点，量子点的位置随机，难以获得稳定可控的单光子。另外，单量子点的发光增强通常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片上集成单光子源发光增强装置，其特征在于，包括：芯片(2)，用于在泵浦激光的激发下产生单光子；其中，所述芯片(2)包括复合折射率波导和涂覆在所述复合折射率波导上的单量子点，所述泵浦激光激发所述单量子点产生所述单光子；所述复合折射率波导包括叠加的第一波导(210)和第二波导(220)，所述第二波导(220)从三面包覆所述第一波导(210)，在所述第二波导(220)中形成微腔并形成连续域中束缚态；所述第二波导(220)的折射率小于所述第一波导(210)的折射率，所述单光子耦合进入所述微腔中被增强。2.根据权利要求1所述的片上集成单光子源发光增强装置，其特征在于，所述第一波导(210)的宽度为200nm～10μm，所述第一波导(210)的厚度为220nm～10μm，所述第二波导(220)的厚度为2μm～8μm。3.根据权利要求1所述的片上集成单光子源发光增强装置，其特征在于，所述单量子点的浓度为1
×
10
‑
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～1
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‑9mol/L，所述单量子点尺寸为3nm～20nm，所述单量子点的发光中心波长为400nm～1600nm。4.根据权利要求1所述的片上集成单光子源发光增强装置，其特征在于，所述第一波导(210)的材料包括III
‑
V半导体，硅，氮化硅和铌酸锂，所述第二波导(220)的材料包括聚合物材料和电介质材料。5.根据权利要求1所述的片上集成单光子源发光增强装置，其特征在于，所述泵浦激光为波长小于等于所述单量子点发光中心波长的连续光或脉冲光。6.根据权利要求1所述的片上集成单光子源发光增强装置，其特征在于，所述复合折射率波导还包括：衬底(230)和绝缘层(240)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：许兴胜，甄贞，靳思玥，任杰，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：