一种可观测单个稀土离子量子态的硅酸钇光子腔结构制造技术

本技术涉及一种可观测单个稀土离子量子态的硅酸钇晶体腔结构，它由2M个单位结构连续纵向排列形成三棱柱状，各单位结构包括纳米梁和内部沟槽，纳米梁的截面为倒等边三角形；单位结构以中心纳米梁为原点向两侧呈对称分布，2m个单位结构构成中心缺陷区，其余的单位结构构成两侧反射区；m和M满足条件m≥5，M≥m+1。本技术提供的光子晶体腔结构能有效解决因单个稀土离子光致发光极其微弱导致的探测困难，提高量子计算读出阶段的保真度，实现对单个稀土离子的探测及对单个稀土离子的高保真度的量子操控。与传统的集合测量不同，其结构能探测单个离子周围的局部纳米环境，可为量子信息处理、互连和传感设备提供新的途径。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于微纳光学，涉及一种硅酸钇光子晶体腔结构，可实现对单个稀土离子量子态的精确观测，用于单个稀土离子量子的高保真度操控。

技术介绍

1、纳米光腔是一种纳米尺度的光学器件，它能够将光限制在纳米级别的空间中，从而实现光与物质的强耦合相互作用。这种结构可以用于限制量子寿命，影响光子的相关性。

2、purcell系数是一种用于描述量子系统与周围环境相互作用强度的物理量。在纳米光子器件中，purcell系数可以用来描述光子与单个量子系统之间的耦合强度。纳米光腔的品质因子越高，量子系统与纳米光腔的耦合就越强，量子系统的自发辐射率就越高，就更容易被观测。

3、由于稀土离子的光学寿命较长和由此产生的微弱光致发光(pl)，处理单离子仍然是一个巨大的挑战。研究表明，稀土发射体耦合到纳米光子腔中可以显著增强自发辐射，并给出了在芯片级架构中有效检测和相干控制单个离子的可行方法。目前，有少数实验成功地分离出单个镨离子、铈离子，例如，文献报导了一种利用镨离子中可见光到紫外上转换现象检测到单个光稳定镨离子(参见文献：kolesov,r.,xia,k.,reu本文档来自技高网...

【技术保护点】

1. 一种可观测单个稀土离子量子态的硅酸钇光子腔结构，其特征在于：它由总数2M个的单位结构连续纵向排列形成三棱柱状，所述的单位结构包括纳米梁和内部沟槽，纳米梁的截面为倒等边三角形；所述的2M个单位结构以中心纳米梁为原点向两侧呈对称分布，i为原点依次向两边排列对应的单位结构的序号，i=（-1,-M）及 i=（1,M)，其中，i=（-m,-1）及i=（1,m）的2m个单位结构构成中心缺陷区，其余的单位结构i=[-M,-(m+1)]及i=[（m+1）,M]构成两侧反射区；m和M满足条件m≥5，M≥m+1。

2.根据权利要求1所述的一种可观测单个稀土离子量子态的硅酸钇光子腔结构，其特...

【技术特征摘要】

1. 一种可观测单个稀土离子量子态的硅酸钇光子腔结构，其特征在于：它由总数2m个的单位结构连续纵向排列形成三棱柱状，所述的单位结构包括纳米梁和内部沟槽，纳米梁的截面为倒等边三角形；所述的2m个单位结构以中心纳米梁为原点向两侧呈对称分布，i为原点依次向两边排列对应的单位结构的序号，i=（-1,-m）及 i=（1,m)，其中，i=（-m,-1）及i=（1,m）的2m个单位结构构成中心缺陷区，其余的单位结构i=[-m,-(m+1)]及i=[（m+1）,...

【专利技术属性】
技术研发人员：王阳，徐延琛，康志煌，延英，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：