基于空间拓扑转换的芯片级单光子源器件及设计方法技术

本发明专利技术公开了基于空间拓扑转换的芯片级单光子源器件及制备方法，包括一个平面衬底

【技术实现步骤摘要】
基于空间拓扑转换的芯片级单光子源器件及设计方法


[0001]本专利技术涉及一种单光子源的
，尤其涉及基于空间拓扑转换的芯片级单光子源器件及设计方法
。

技术介绍

[0002]随着量子技术的快速发展，量子通信
、
量子计算等领域取得了显著的进展
。
其中，可扩展集成的芯片级单光子源作为实现量子信息传输和量子计算的关键器件，引起了广泛关注
。
[0003]授权公告号为
CN104009137B
的专利技术专利文献公开了一种高速率
、
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的单光子源；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一部分单光子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
。
采用本专利技术所提供的单光子源器件，不仅实现了单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于空间拓扑转换的芯片级单光子源器件，其特征在于包括一个平面衬底
、
多个纳米金属平截台体和一个量子点；多个纳米金属平截台体阵列设置于所述平面衬底上，所述量子点位于所述纳米金属平截台体构成的微间距阵列的中间；围绕所述纳米金属平截台体周围的留白空间内具有光传播介质，纳米金属平截台体及留白空间形成金属
—
介质立体空间体；以平行于所述平面衬底的平面的方向为
X
‑
Y
水平方向，以垂直于所述平面衬底的方向为
Z
方向；所述金属
—
介质立体空间体的
X
‑
Y
水平方向横截面的金属填充率沿
Z
方向渐变且色散曲线从椭圆到双曲线变化
。2.
根据权利要求1所述的基于空间拓扑转换的芯片级单光子源器件，其特征在于纳米金属平截台体的数量为
N2个，
N
为偶数，
N2个纳米金属平截台体以
N
×
N
微间距阵列设置于所述平面衬底上，所述量子点位于所述纳米金属平截台体构成的
N
×
N
微间距阵列的中间
。3.
根据权利要求1所述的基于空间拓扑转换的芯片级单光子源器件，其特征在于所述纳米金属平截台体为纳米级圆台构件，所述量子点的自由空间工作波长为
λ
，所述纳米金属平截台体平均半径为
r
，所述微间距阵列的阵列周期为
a
；所述量子点的工作波长
、
所述纳米金属平截台体平均半径和所述微间距阵列的阵列周期三者满足：
r<a
＜＜
λ
。4.
根据权利要求1所述的基于空间拓扑转换的芯片级单光子源器件，其特征在于所述量子点设置于金属
—
介质立体空间体的
Z
方向的激发区内；所述激发区的
Z
方向的上限位置用
z
up
表示，激发区的
Z
方向的下限位置用
z
low
表示；所述
z
up
满足该处金属
—
介质立体空间体的介电常数垂直分量
ε
z
(z)
＝0；所述
z
low
满足该处
k
z
＝
15k0，
k
z
是波矢在
Z
方向的分量，
k0＝
ω
/c
，
c
是自由空间的光速，
ω

【专利技术属性】
技术研发人员：秦子健，沈炼，王华萍，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：