Name: Die Messung der Quantum Interference in einem Silizium-Ring-Resonator Photon Source (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-04T10:30:00.000+00:00
Duration: 12 min 19 s
Description: Erfahren Sie die Charakterisierung integrierter photonischer Photonpaarquellen durch Quanteninterferenzmessungen an Silizium-Ringresonatoren. Diese Methode ermöglicht die Entwicklung kompakter Quantenschaltkreise.

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Diese Arbeit wurde teilweise an der Cornell University Nanoscale Science and Technology Einrichtung, ein Mitglied des Nationalen Nanotechnologie-Infrastruktur-Netzwerkes durchgeführt, die von der National Science Foundation (Grant-ECCS-1542081) unterstützt wird. Wir danken für die Unterstützung für diese Arbeit von der Air Force Research Lab (AFRL). Dieses Material beruht auf Arbeit teilweise von der National Science Foundation unter Auszeichnung Nr ECCS14052481 unterstützt.

HINWEIS: Dieses Protokoll geht davon aus, dass der photonischen Chip bereits hergestellt worden. Der Chip hier beschrieben (gezeigt in 1A) wurde 11 für Silizium photonische Bauelemente an der Cornell University Nanoscale Science &amp; Technology Einrichtung unter Verwendung von Standard - Verarbeitungstechniken hergestellt ist . Diese umfassen die Verwendung von Silizium-auf-Isolator-Wafer (bestehend aus einer 220 nm dicken Siliziumschicht, eine 3-um-Schicht aus Siliziumdioxid, und einem 525 um dicken Siliziumsubstrat), Elektronenstrahllithographie den Streifenwellenleiter zu definieren, (500 nm breite), und die Plasma-enhanced chemical vapor deposition des Siliziumdioxids Mantels (~ 3 &amp; mgr; m dick). Die Mikroringresonator wurden mit einem Innenradius von 18,5 &amp; mgr; m und einem Wellenleiter-zu-Ring-Abstand von 150 nm ausgelegt. Maßzahlen für dieses Gerät sind Verlust, Qualitätsfaktor, freien Spektralbereich und Dispersion. 1. Photonic Chip Vorbereitung <ol><li> Legen Sie eine kleine amount von Wachs auf einer Querschnittpolier Halterung und erhitzen Sie es auf ~ 130 ° C. HINWEIS: Die Menge des Wachses verwendet wird, hängt von der Größe der Probe angebracht ist. Es muss genügend Wachs sein, den Chip unbeweglich zu halten, während zu viel in Wachs auf dem Chip Facetten führen. </li><li> Platzieren Sie den photonischen Chip auf dem Teil der Polierhalterung mit dem Wachs. Stellen Sie sicher, dass das Wachs vollständig geschmolzen ist, so daß der Chip gegen die Halterung eben ist. Verwenden Sie Kunststoff-Pinzette, wenn der Chip Handhabung zu vermeiden, dass die Facetten zu beschädigen. </li><li> Lassen Sie die Halterung in der Umgebungsluft kühlen, so dass das Wachs erstarrt. Kühl schneller als dies kann zu Schäden an den Chip zur Folge hat. </li><li> Polieren der Chip Facetten. HINWEIS: Es ist wichtig, den richtigen Läppen Pad als Ausgang mit einem Pad zu wählen, die zu aggressiv ist beim Polieren entfernt mehr des Chips führen kann, als gewünscht. <ol><li> Bringen Sie montieren das Polieren der Poliermittel und Poliermittel für nur wenige Sekunden. Ein Polster mit einer 3-um-Rauhigkeit aufweist erwiesenein guter Ausgangspunkt für die Siliziumchips mit Facettenlängen von ca. 1 cm. </li><li> Entfernen Sie die Polier Halterung und den Chip Facette untersuchen, um zu bestimmen, wie Ebene der Chip montiert ist. HINWEIS: Ein Mikroskop ist nützlich, um den Abstand zwischen den Enden des Wellenleiters zu messen und der Facette des Chips. Diese Messungen erlauben die Winkel zwischen der Facette und dem Wellenleiter bestimmt werden. </li><li> Nehmen Sie die notwendigen Anpassungen der Mikrometern auf der Poliermaschine, um die Nivellierung des Chips zu verbessern. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 1.4.1-1.4.3, bis die Facette des Chips und der Wellenleiter ist innerhalb von 0,15 ° von senkrecht zueinander zu sein. </li><li> Polish der Chip in Schritten von ~ 50 &amp; mgr; m, um den Chips zwischen jedem Schritt Inspizieren der Entfernung zu überwachen verbleibenden, bis es ~ 100 &amp; mgr; m ist links zu polieren. Wenn an irgendeinem Punkt des Mantel von der Oberfläche zu sein scheint Delaminieren, sicherzustellen, dass die Unterlage von der Oberseite des Chips nach unten, um zum Polieren rotiert. Hinweis: Es kann auch anstelle von Wasser einen Polier Schmiermittel verwenden helfen. Diese Delamination ist eine Folge der Spannung in der Verkleidung und ist ein Hinweis darauf, dass der Herstellungsprozess optimiert werden muss. </li><li> Wechsel zu einem 1-um-Läpp-Pad und zu polieren, bis verbleibende ~ 20 &amp; mgr; m. </li><li> Wechsel zu einem 0,5-um-Block und weiterhin für weitere 15 &amp; mgr; m poliert. </li><li> Verwenden, um einen 0,1-um-Pad für die letzten 5 um eine glatte Facette zu gewährleisten. Mikroskopbilder der Facette eines Silizium - photonischen Chip vor und nach dem Polieren sind in Abbildung 2 dargestellt. </li></ol></li><li> Beheizen die Halterung mit dem daran befestigten Chip auf ~ 130 ° C das Wachs zu ermöglichen, zu schmelzen. </li><li> Sobald das Wachs vollständig geschmolzen ist, Entfernen des Chips von der Halterung und erlauben es langsam abkühlen. </li><li> Reinigen jeden des verbleibenden Wachses aus dem Chip unter Verwendung von Aceton, Isopropanol, und Wasser. </li></ol> 2. Herstellung von Faser-Pigtails <ol><li> Abzustreifen beliebige Puffer oder Beschichtung from das Ende eines Single-Mode-Faser (SMF) pigtail und von einem Ende einer ultra-hohe numerische Apertur (Uhna) Faser. </li><li> Reinigung der blanken Enden der Fasern mit einem Gemisch aus Aceton und Methanol. </li><li> Spalten die blanken Enden der beiden Fasern mit einer handelsüblichen Faser-Spalter. </li><li> Schmelzspleiß das gespaltene Ende der Fasern. Ein Rezept für das Spleißen SMF Uhna Faser ist in Tabelle 1 gezeigt. </li><li> Schieben eine Schutzhülse über den Spleiß und es in der Hülse Ofen, um es permanent auf die Faser zu befestigen. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 2,1-2,5 insgesamt drei Fasern herzustellen. </li></ol> 3. Konfiguration des Test-Setup HINWEIS: Ein Diagramm des Testaufbaus ist in 1B gezeigt. Die Halterung für den Chip ist ein Kupfersockel, der mit einem thermoelektrischen Kühler (TEC) in Kontakt ist. Es ist ein Mikroskop mit Einbau sichtbaren und Infrarot (IR) Kameras für den photonischen Chip sehen. <ol><li> Orteine kleine Menge an Wachs auf der Chiphalterung und Spannung an den TEC anzuwenden um das Wachs zu schmelzen. </li><li> Platzieren des Chips auf dem geschmolzenen Wachs zu gewährleisten, dass er auf der Halterung flach sitzt. </li><li> Entfernen Sie die Spannung von der TEC und lassen Sie die Halterung und Chip langsam abkühlen. </li><li> Befestigen jeden der gespleißten Fasern zu einer Faser mit V-Nut mit Polyimidband und montieren einen einzelnen V-Nut zu jedem der 3-Achsen-Stufen der vom Hersteller gelieferten Montagehardware. </li><li> Faserkantenkopplung. <ol><li> Verbinden die drei Fasern in ihre jeweiligen Komponenten: ein mit dem optischen Ausgang des Lasers und den beiden anderen optischen Leistungsmesser. </li><li> Stellen Sie das Mikroskop, so dass es auf dem Chip ausgerichtet wird, wo der Wellenleiter den Rand erreichen. </li><li> Positionieren der Fasern nahe an der Chipkante, so dass sie in der Ansicht der Kamera sichtbar sind, und stellen ihre Höhen, so dass der Kern jeder Faser im Fokus ist. </li><li> Stellt die horizontale Positionierung der Fasern mit der Bühne micrometers, so dass sie mit den Wellenleitern aufgereiht. </li><li> Schalten Sie den optischen Ausgang des Lasers und stimmen die horizontalen und vertikalen Positionen der Mikrometer-Eingangsfaser, bis das Licht in den Wellenleiter koppelt. Dies wird auf der IR-Kamera als Streu entlang des Eingangswellenleiters angezeigt. </li><li> Abstimmung der Wellenlänge des Lasers bis zu einem Punkt, wo der Mikroringresonator ist auf der Kamera beleuchtet. Dies zeigt, dass die Resonanzbedingung erfüllt wird, und dass das Licht des Ausgangswellenleiter erreicht. </li><li> Einstellen der horizontalen und vertikalen Positionen der Mikrometer-Ausgangsfasern, bis eine messbare Menge an Licht von dem Wellenleiter zu den Leistungsmessern erstrecken. </li><li> Maximieren der Leistung an den beiden Detektoren durch die horizontalen und vertikalen Mikrometer Positionen der drei Fasern zu manipulieren. </li><li> Maximierung des Weiteren die Leistung zu den Detektoren durch die Feineinstellung der horizontalen und vertikalen Positionen Faser Herstellung des piezo controll Verwendungers. </li><li> Verwenden, um die piezo-Controller die Fasern etwas näher an den Chip zu bewegen. Achten Sie darauf, nicht den &amp; mgr; m zu verwenden, um die Fasern auf den Chip zu schieben, da dies wird die gespaltenen Ende der Fasern wahrscheinlich beschädigen. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 3.5.9 und 3.5.10, bis die Fasern fest gegen die Seiten des Chips gedrückt werden. HINWEIS: Übermäßige gestreutes Licht von den Wellenleitern, gekoppelt mit einem schlechten Übertragungswellenleiter, kann ein Hinweis auf Wellenleiterdefekten sein. Diese können umfassen, sind aber nicht begrenzt auf, Material Defektstellen, Heften Grenzen, und eine übermäßige Rauhigkeit Wellenleiter. </li></ol></li><li> Legen Sie eine Faserbasis-Polarisationssteuerung zwischen dem Laser und dem Chip. Dies ermöglicht eine Steuerung des Polarisationszustands, die es mit dem Chip macht. Der Wellenleiter, breiter als sie hoch mit Hilfe bei der Minimierung jede On-Chip-Polarisationsdrehung. </li><li> Dispersion Charakterisierung. <ol><li> Tune die Polarisation der Laserausgangsleistung zu maximieren, um die Kupplung zu<html> der Chip. Diese Vorrichtung wurde für die Querelektrischen (TE) Polarisation entworfen und als solche die transversale magnetische (TM) Polarisation einen wesentlich höheren Verlust hat. </li><li> Scannen einen abstimmbaren Laser über den Wellenlängenbereich von Interesse (1.510 nm bis 1.600 nm in diesem Fall) und das Leistungsmesser überwachen. Alle Artefakte in den Transmissionsspektren sind wahrscheinlich durch eine Kombination der TM-Komponente der Polarisation und die Etalon-Effekte aus dem Faser-Chip-Schnittstelle. </li><li> Finde die Resonanzwellenlängen in dem Spektrum und extrahiert auch die Bandbreite jeder Resonanz. Dieser besondere Chip hatte Bandbreite so klein wie 65 Uhr, die Qualitätsfaktoren (Q) von bis zu 23.000 übersetzt. </li><li> Bestimmt den freien Spektralbereich (FSR), die Trennung zwischen Resonanzen für jedes benachbartes Paar von Resonanzen. Das jeweilige Gerät hatte einen FSR von ~ 5 nm. </li><li> Berechnen der Gruppenindex (n g) der geführten Mode für jeden Wert des FSR Verwendung der folgenden Gleichung: n 5&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 55257 / 55257eq5.jpg&quot; /&gt; wobei λ die Wellenlänge ist und r der Radius des Mikroringresonators. Die obige Gleichung ist eine Näherung erster Ordnung der Gruppenindex. </li><li> Verwenden , um die Bandbreite jeder Resonanz eine Breite (&amp; Delta; n g) mit jedem Wert des Gruppenindex zugeordnet ist, um zu bestimmen. </li><li> Wählen , um die Wellenlängen für die beiden Pumplaser , so dass sie mit Resonanzen im Spektrum und eine ungerade Anzahl von Resonanzen zwischen ihnen (1C) zusammenfallen. </li><li> Bestimmt die Wellenlänge der degenerierten bi-Photonen, die die folgende Gleichung verwendet wird: <img alt="Gleichung 6" src="/files/ftp_upload/55257/55257eq6.jpg" /> wobei λ 1 Pumpe und λ Pumpe 2 sind die Wellenlängen der Pumpphotonen. </li><li> Fügen Sie eine horizontale Linie auf dem Diagramm des Gruppenindex als Funktion der Wellenlänge , die zwischen den beiden Pumpwellenlängen (3) erstreckt. Wenn es möglich ist, für die line in n g sitzen ± Δ n g bei allen drei Wellenlängen von Interesse gleichzeitig die Phasenanpassungsbedingung erfüllt ist , und Photonen über SFWM erzeugt werden. Wenn es nicht möglich ist, versuchen Pumpwellenlängen wählen, die näher beieinander sind und erneut prüfen. </li></ol></li><li> Hinzufügen eine zweite abstimmbaren Laserquelle und Polarisationssteuerung zum Einrichten und verbinden die optischen Ausgänge von beiden Lasern mit einem 1 x 2-Faser-Kombinierer. </li><li> Fügen Sie eine Reihe von faserbasierten Kerbfiltern (genug von ihnen erreichen ~ 120 dB Dämpfung) unmittelbar vor dem Chip. HINWEIS: Die Filter erlauben beiden Pumpwellenlängen, die bi-Photonenwellenlänge passieren jedoch abzulehnen. Sie helfen überschüssige Rauschen (dh breitbandige Raman - Streuung in der optischen Faser) zu entfernen , bevor mit dem Chip - Kopplung. Das Filter - Spektrum ist in Abbildung 1B gezeigt. </li><li> In einer Reihe von faserbasierten Bandfilter (genug, um von ihnen zu erreichen ~ 150 dB Dämpfung)unmittelbar nach dem Chip. HINWEIS: Die Filter sollten breit genug sein, die bi-Photonen passieren zu lassen, aber schmal genug, um die Pumpphotonen abzulehnen. Zwei Sätze von diesen benötigt werden, einen Satz für jeden Ausgang. Das Filter - Spektrum ist in Abbildung 1B gezeigt. </li><li> Senden Sie die abgelehnten Photonen aus jedem Satz von Filtern Stromzähler zu trennen. ANMERKUNG: Dieses Leistungsmesser verwendet werden, um die optische Kopplung mit dem Chip zu überwachen und auch bei Resonanz verbleibt, wenn der Pumplaser zu bestimmen, verwendet werden kann. </li><li> Verbinden den einzelnen optischen Ausgang aus jedem Satz von faserbasierten Filter zu einem einzelnen Photonendetektor (SPD) und verbinden die beiden elektrischen Signalausgänge von den Ableitern zu einem Koinzidenz-Korrelator. </li><li> Kreuz ein Paar von Wolfram-Sonden und setzen die Spitzen nach unten auf einer der Spiralschenkel (~ 1 mm in der Länge) des MZI. </li><li> Verbinden einer Stromversorgung für die beiden sich kreuzenden Sonden derart, dass sie Wärme erzeugen, wenn Spannung angelegt wird. Diese fungiert als Phasenschieber für ter MZI. HINWEIS: Siehe die Diskussion um eine Beschreibung des einheitlicheren Verfahrens zur thermischen Abstimmung von photonischen Bauelementen. </li></ol> 4. Messung Zwei-Photonen-Interferenz <ol><li> Tune sowohl der Pumplaser auf den ausgewählten Wellenlängen. Verwenden Sie die Stromzähler, die die beanstandete Pumpphotonen überwachen, um sicherzustellen, dass beide Laser auf die Resonanzen abgestimmt sind. Wenn der Laser richtig auf die gewünschten Resonanzen abgestimmt wird, wird das zurückgewiesene Signal von den Filtern maximiert werden. </li><li> Stellen Sie die optische Leistung, die von jedem Laser dBm bis -3. Hinweis: Dies wird dazu führen, &lt;100 &amp; mgr; W bei dem Chip. Es ist wichtig, die Pumpleistung dieses niedrig zu halten, um Verluste zu minimieren (von Multiphotonen-Absorption und Absorption freier Träger) und Stabilität aufrechterhalten (durch thermische Verschiebungen lichtinduzierten minimiert). PN-Übergänge können Träger verwendet werden, von dem Wellenleiter zu entfernen, um einen besseren höhere Pumpleistungen anzupassen. </li><li> Überwachen Sie die Koinzidenz Zählungen (Synchronous Singles über zwei Ports) durch Integration über ~ 220 ps über die Spitze der Daten. Eine ausreichende Integrationszeit verstrichen ist, wenn ein Minimum von 100 zufällig zählt gesammelt wurden. Hinweis: Die Integration Fenster breit genug sein sollten für den Timing-Jitter des EPPD zu berücksichtigen. </li><li> Stellen Sie die Stromversorgung für die Phasenschieber in die Ausgangsspannung (beispielsweise 0 V). </li><li> Scannen eines der abstimmbare Laser über den gesamten Wellenlängenbereich und mit den Stromzähler, der die zurückgewiesenen Pumpphotonen sammeln sich die Position der Resonanzen von Interesse zu bestätigen. Stellen Sie den Pumplaser für die Wellenlängen auf die gewünschten Resonanzen entsprechen. Hinweis: Es ist wichtig, diesen Schritt zu vollenden, jedes Mal der Phasenschieber Spannung als die thermische Abstimmung geändert wird, kann in kleinen Verschiebungen der Resonanzwellenlängen führen. </li><li> Sammelt die erhaltenen Daten (Einzelphotonenzählungen sowie die Koinzidenz counts) von der Koinzidenz Korrelator für die zuvor gewähltenIntegrationszeit. Hier wird eine Integrationszeit von 90 s wurde mit einer Zeitauflösung von 32 ps gewählt. </li><li> Erhöhen Sie die an den Phasenschieber von 5 mV angelegten Spannung. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 4,4-4,6, bis Daten für den gewünschten Spannungsbereich gesammelt worden ist. HINWEIS: Die maximale Spannung wurde über dieser Spannung auf 2,4 V aufgrund des schnellen Abbaus der Sonden begrenzt. </li><li> Integriert Die Koinzidenz Peaks für jede Energieversorgungsspannung über ~ 220 ps die Gesamtzahl der Übereinstimmungen (Figur 4) zu bestimmen. </li><li> Integrieren über 320 ns vom Zufall Spitze der zufälligen Koinzidenzen zu erhalten. Verwenden Sie dieses Ergebnis die Anzahl der Versetzungszeichen in der Koinzidenz Spitze zu berechnen. </li><li> Bringen Sie die Einzelzählungen von jedem Detektor mit der folgenden modifizierten Sinusfunktion: <img alt="Gleichung 7" src="/files/ftp_upload/55257/55257eq7.jpg" /> wobei A, B, C, D, E und F sind die Anpassungsparameter. Dieser Sitz ist notwendig aufgrund der nichtlinearen Relationship zwischen der Spannung und der induzierten thermischen Verschiebung (relative Phase). </li><li> Wandelt die unabhängigen Variable der relative Phase für alle drei Gruppen von Daten (die Singles zählen von jedem Detektor und der Koinzidenz counts) mit der folgenden Gleichung: <img alt="Gleichung 8" src="/files/ftp_upload/55257/55257eq8.jpg" /> wobei B, C, D und E sind die Anpassungsparameter von Schritt 4.11. Diese Umwandlung ist möglich aufgrund der bekannten sinusförmigen Übertragungsfunktion eines MZI 12. </li><li> Bringen Sie die Koinzidenzdaten (mit der relativen Phase als unabhängige Variable) mit der folgenden Sinusfunktion: <img alt="Gleichung 9" src="/files/ftp_upload/55257/55257eq9.jpg" /> wobei A und B sind die Anpassungsparameter. </li><li> Berechnen Sie die Sichtbarkeit jedes Interferenzmuster mit der folgenden Gleichung: <img alt="Gleichung 10" src="/files/ftp_upload/55257/55257eq10.jpg" /> wobei ƒ (θ) max und ƒ ( <em&gt; θ) min die Maximal- und Minimalwerte von ƒ (θ) ist. Eine Sichtweite von 1 entspricht ein perfektes Interferenzmuster. </li></ol>

<ol><li>Silverstone, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nphoton/journal/v8/n2/full/nphoton.2013.339.html">On-chip quantum interference between silicon photon-pair sources.</a> Nat. Photon. 8 (2), 104-108 (2014).</li>
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</ol>

Wir haben nichts zu offenbaren.

Es gibt mehr Herausforderungen für das Gebiet der integrierten Photonik, um für komplexe und skalierbare Systeme von photonischen Bauelementen zu überwinden machbar zu sein. Diese umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: enge Fertigungstoleranzen, die Isolierung von Umwelt Instabilitäten und Minimierung aller Formen von Verlust. Es gibt kritische Schritte in dem obigen Protokoll, das den Verlust von photonischen Bauelementen minimieren helfen. Eine der wichtigsten Anforderungen in Verlust m...

Silizium ist vielversprechend als Photonik - Plattform für die Quanteninformationsverarbeitung 1, 2, 3, 4, 5. Eine der wesentlichen Komponenten des Quanten photonischer Schaltungen ist die Photonenquelle. Photonenpaar - Quellen aus Silicium in Form von Mikroringresonator über einen dritte Ordnung nicht linearen Prozess, spontan Vierwellenmischung (SFWM) 6, 7, 8 entwickelt. Diese Quellen sind in der Lage Paare von Photonen ununterscheidbar produzieren, die für Experimente sind ideal die Photonen Verschränkung 9. Wichtig ist, dass Ringresonator Quellen mit beiden Ausbreitungs im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn betrieben werden kann festzustellen, und die beiden unterschiedlichen Ausbreitungsrichtungen Genvoneinander unabhängige scharen. Dies ermöglicht es ein einzelner Ring als zwei Quellen zu funktionieren. Als optisch von beiden Richtungen gepumpt wird, erzeugen diese Quellen den folgenden verschränkten Zustand: <img alt="Gleichung 1" src="/files/ftp_upload/55257/55257eq1.jpg" /> woher <img alt="Gleichung 2" src="/files/ftp_upload/55257/55257eq2.jpg" /> und <img alt="Gleichung 3" src="/files/ftp_upload/55257/55257eq3.jpg" /> ist der unabhängige Schöpfung Betreiber für clockwise- und bi-Photonen entgegen dem Uhrzeigersinn ausbreitenden, respectively. Dies ist eine sehr wünschenswerte Form von verschränkten Zustand bekannt als N00N Zustand (N = 2) 10. Passing diesen Zustand durch einen On-Chip-Mach-Zehnder-Interferometer (MZI) führt in dem Zustand: <img alt="Gleichung 4" src="/files/ftp_upload/55257/55257eq4.jpg" /> Dieser Zustand oszilliert zwischen maximaler Koinzidenz und Null Zufall bei zweimaldie Frequenz der klassischen Interferenz in einer MZI, verdoppelt effektiv die Empfindlichkeit des Interferometers 10. Hier stellen wir das Verfahren verwendet, eine solche integrierte Photonenquelle und MZI Gerät zu testen.

<table><tbody><tr><td>3-Achsen-NanoMax-Biegetisch</td><td>Thorlabs</td><td>MAX312D</td><td>Präzisions-3-Achsen-Tische</td></tr><tr><td>Dreiloch-Faserabisolierwerkzeug</td><td>Thorlabs</td><td>FTS4</td><td>Pufferabisolierwerkzeug</td></tr><tr><td>Dreikanal-Piezo-Controller</td><td>Thorlabs</td> MDT693B <td>Piezo-Controller für NanoMax-Tische</td><td></td></tr><tr><td>Faserpolarisationsregler</td><td></td><td>Thorlabs FPC562</td><td>3-Paddel-Polarisation auf Faserbasis Controller</td></tr><tr><td>Fiber Cleaver</td><td>Thorlabs</td><td>XL411</td><td>Fiber Cleaver</td></tr><tr><td>Standard V-Nut Fiber Holder</td><td>Thorlabs</td><td>HFV001</td><td>Standard V-Groove Mount</td></tr><tr><td>Tapered V-Groove Fiber Holder</td><td>Thorlabs</td><td>HFV002</td><td>konische V-Nut Halterung</td></tr><tr><td>Rechtwinklige Deckplatte für NanoMax Stage</td><td>Thorlabs</td><td>AMA011</td><td>rechtwinklige Halterung</td></tr><tr><td>50:50 Fiber Optic Koppler</td><td>Thorlabs</td><td>TW1550R5F1</td><td>50/50 Combiner</td></tr><tr><td>Optical Fiber Fusion Splicer</td><td>Fujikura</td><td>FSM-40S</td><td>Fusion Splicer</td></tr><tr><td>MultiPrep Poliersystem - 8"</td> <td>Allied High Tech</td><td>15-2100</td><td>Chip Polierer</td></tr><tr><td>GreenLube</td><td>Allied High Tech</td><td>90-209010</td><td>Poliermittel</td></tr><tr><td>Querschnittspaddel mit Referenzkante</td><td>Allied High Tech</td><td>15-1010-RE</td><td>Polierhalterung</td></tr><tr><td>Lichtwellen-Messsystem</td><td>Keysight</td><td>8164B</td><td>Mainframe für abstimmbaren Laser</td></tr><tr><td>Abstimmbare Laserquelle</td><td>Keysight</td><td>81606A</td><td>Abstimmbarer Laser</td></tr><tr><td>Optischer Leistungssensor</td><td>Keysight</td><td>81634B</td><td>Leistungsmesser</td></tr><tr><td>NIR Einzelphotonendetektor</td><td>ID Quantique</td><td>ID210</td><td>Einzelphotonendetektoren</td></tr><tr><td>NIR-Einzelphotonendetektor</td><td>ID Quantique</td><td>ID230</td><td>Rauscharme, freilaufende Einzelphotonendetektoren</td></tr><tr><td>PicoHarp</td><td>PicoQuant</td><td>PicoHarp 300</td><td>Zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung</td></tr><tr><td>WiDy SWIR InGaAs-Kamera</td><td>NIT</td><td>640U-S</td><td>IR-Kamera</td></tr><tr><td>WDM-Bandpassfilter</td><td>JDS Uniphase</td><td>30055053-368-2.2</td><td>Pumpenreinigungsfilter</td></tr><tr><td>WDM Bandpassfilter</td><td>JDS Uniphase</td><td>1011787-012</td><td>Pumpenabweisungsfilter</td></tr><tr><td>Ultra-Faser mit numerischer Apertur</td><td>Nufern</td><td>UHNA-7</td><td>Faser mit hohem Index</td></tr><tr><td>Ultraoptische Singlemode-Faser</td><td>Corning</td><td>SMF-28</td><td>Standard-Singlemode-Faser</td></tr></tbody></table>

die messung der quantum interference in einem silizium-ring-resonator photon source

Measurement of Quantum Interference in a Silicon Ring Resonator Photon Source

Silicon photonischer Chips haben das Potenzial, komplexe integrierte Quanteninformationsverarbeitungsschaltungen zu realisieren, einschließlich Photonenquellen, Qubit Manipulation und integrierten Single-Photonen-Detektoren. Hier stellen wir die wichtigsten Aspekte der Herstellung und Testen eines photonischen Siliziumquanten Chip mit einer integrierten Photonenquelle und Zwei-Photonen-Interferometer. Der wichtigste Aspekt einer integrierten Quantenschaltung minimiert Verlust, so dass alle der erzeugten Photonen mit möglichst hohen Genauigkeit erfaßt werden. Hier beschreiben wir, wie verlustarme Rand Kopplung durchzuführen, indem eine ultrahohe numerische Apertur Faser unter Verwendung eng um den Modus des Siliziumwellenleiters übereinstimmen. Durch die Verwendung einer optimierten Fusionsspleißen Rezeptur wird die Faser Uhna nahtlos mit einer Standard-Einmoden-Faser angeschlossen. Das verlustarme Kopplung ermöglicht die Messung von High-Fidelity-Photonenproduktion in einem integrierten Silizium-Ringresonator und die anschließende Zweiphotonen-Interferenz des hergestellten photons in einem eng integrierten Mach-Zehnder-Interferometer. Dieser Beitrag beschreibt die wesentlichen Verfahren zur Herstellung und Charakterisierung von hochleistungsfähigen und skalierbaren Silizium-Quanten photonischer Schaltungen.

Einzelne Photonenzählungen von jedem Detektor, sowie die Koinzidenz Zählungen wurden als die relative Phase zwischen den zwei Pfaden abgestimmt wurde gesammelt. Die einzelne Zählungen (5A) zeigen das klassische Interferenzmuster aus einer MZI mit visibilities von 94,5 ± 1,6% bzw. 94,9 ± 0,9%. Die Koinzidenz - Messungen (5B) , um die Quanten - Interferenz des verschränkten Zustand zeigen, wie sie durch die Schwingung mit der doppelten Frequenz des klassis...

Silicon photonischer Chips haben das Potenzial, komplexe integrierte Quantensysteme zu realisieren. Vorgestellt ist hier ein Verfahren zur Herstellung und Prüfung eines Silizium-photonischen Chips für Quantenmessungen.

Die Messung der Quantum Interference in einem Silizium-Ring-Resonator Photon Source

Silicon photonic chips have the potential to realize complex integrated quantum information processing circuits, including photon sources, qubit ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, eine integrierte photonische Photonenpaarquelle durch die Messung von Quanteninterferenz zu charakterisieren. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im Zusammenhang mit integrierter Quantenphotonik zu beantworten, einschließlich der Frage, wie Quellen korrelierter Photonen im Chipmaßstab realisiert und in quantenintegrierte photonische Schaltkreise integriert werden können. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie auf eine Vielzahl von integrierten quantenphotonischen Schaltkreisen angewendet werden kann.Das Herzstück des Experiments ist der photonische Chip. Dieser Chip hat eine Seitenlänge von etwa fünf Millimetern und wird mit Standardtechniken hergestellt. Dieses Bild des Chips zeigt seine Komponenten.Es gibt eine Pumpschaltung, die den Eingangswellenleiter umfasst, einen Ringresonator, in dem sich Photonen sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn ausbreiten, und ein Mach-Zehnder-Interferometer, dem Ausgangswellenleiter folgen. Metallleitungen ermöglichen eine Erwärmung auf dem Chip, was zu einer Phasenverschiebung im Interferometer führt. Um den Chip für die Verwendung in der Schaltung

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Wir beschreiben die Verwendung von einem Kohlendioxid-Laser-Reflow-Verfahren zu Siliciumdioxid Resonanzhohlräume, einschließlich freistehenden Mikrokügelchen und On-Chip Mikrotoroide herzustellen. Der Reflow-Methode entfernt Unebenheiten, so dass lange Photonenlebensdauern innerhalb der beiden Geräte. Die daraus resultierenden Geräte verfügen über extrem hohe Güten und ermöglicht Anwendungen, die von der Telekommunikation bis Biodetektion.

Herstellung von Silica Ultra High Quality Factor Mikroresonatoren

Die angepasste Techniken in unserem Labor entwickelt, um Mikrowelle Photonik Systeme basierend auf Ultra-High Q Whispering Gallery Mode-Resonatoren bauen werden vorgestellt. Die Protokolle zu erhalten und zu charakterisieren diese Resonatoren sind detailliert, und eine Erklärung von einigen ihrer Anwendungen in Photonik Mikrowelle gegeben ist.

Mikrowelle Photonics Systems on Whispering-Gallery-Mode-Resonatoren Grundlage

Eine Referenz-Interferometer-Technik, die ausgelegt ist, um unerwünschte Laser Jitterrauschen für nanodetection entfernen, wird für die Sondierung eine ultra-hohe Güte Microcavity genutzt. Anleitungen für die Montage, Einrichtung und Datenerfassung vorgesehen, neben der Messung für die Angabe der Hohlraum Qualitätsfaktor.

Implementierung eines Referenz-Interferometer für Nanodetection

Wir beschreiben die zuverlässige Erzeugung von nicht-Gauß-Staaten reisen optischen Bereichen, einschließlich der Ein-Photonen-Zustände und Überlagerungen kohärenten Zustand, mit einer bedingten Herstellungsverfahren auf der nicht-klassischen Licht durch optische parametrische Oszillatoren emittiert betrieben. Typ-I und Typ-II-phasenangepaßte Oszillatoren betrachtet und üblichen Verfahren, wie beispielsweise die gewünschte Frequenz zu filtern oder Hocheffizienzquantenzustand Charakterisierung...

Staatliche Ingenieur Quantum of Light mit Dauerwellen-Optische parametrische Oszillatoren

Parametrische optomechanische Anregungen wurden kürzlich in mikrofluidischen optomechanischen Resonatoren mittels optischem Strahlungsdruck und stimulierter Brillouin-Streuung experimentell nachgewiesen. In diesem Artikel wird die Herstellung dieser mikrofluidischen Resonatoren zusammen mit Methoden zur Erzeugung und Verifizierung optomechanischer Schwingungen beschrieben.

Herstellung und Prüfung von Mikrofluidik-Optomechanische Oszillatoren

Der Herstellungsprozess und experimentelle Charakterisierungstechniken, die für Einzelelektronenpumpen auf Basis von Silizium-Metalloxid-Halbleiter-Quantenpunkten relevant sind, werden diskutiert.

Silicium-Metall-Oxid-Halbleiter-Quantenpunkte für Einzelelektronen Pumping

Das Manuskript beschreibt eine Methode der phonongestützten quasi-resonanten Fluoreszenzspektroskopie, die sowohl laserbegrenzte Auflösung als auch Photolumineszenzspektroskopie (PL) umfasst. Diese Methode nutzt optische Phononen, um linienbreitenbegrenzte Auflösungsspektren von atomartigen Halbleiterstrukturen im Energiebereich zu liefern. Die Methode lässt sich auch leicht mit einem optischen Spektroskopie-Aufbau mit einem einzigen Spektrometer realisieren.

Hohe Auflösung Phonon-unterstützte Quasi- Resonanzfluoreszenzspektroskopie

Superconducting Mikrowellenresonatoren sind von Interesse für die Erfassung von Licht, Quanten-Computing-Anwendungen und Materialcharakterisierung. Diese Arbeit stellt ein detailliertes Verfahren zur Herstellung und Charakterisierung von supraleitenden Mikrowellenresonator Streuparameter.

Herstellung und Charakterisierung von Superconducting Resonators

Ein Protokoll ist für die praktische Erzeugung und kohärente Manipulation von hochdimensionalen Frequenz-bin verstrickt Photon Staaten mit integrierten Mikro-Hohlräumen und standard Telekommunikation Komponenten bzw. vorgestellt.

Generation und kohärente Steuerung der gepulsten Quantum Frequenzkämmen

Hier stellen wir ein Protokoll zur Erzeugung von Solitonenkristallen in einem Schmetterlings-verpackten Mikroringresonator mit einer thermisch abgestimmten Methode vor. Ferner werden die Wiederholratenfluktuationen eines Solitonenkristalls mit einer einzelnen Vakanz mit einer verzögerten selbstheterodynen Methode gemessen.

Schnelle Variation der Wiederholrate Messung von Solitonkristallen in einem Mikroresonator

Dieser Artikel zeichnet den Lebenszyklus eines Siliziumnitrid-Membranresonators nach, vom Design über die Herstellung bis hin zur Charakterisierung.

Herstellung und Charakterisierung von Siliziumnitrid-Membranresonatoren mit hoher Güte

Erfahren Sie die Charakterisierung integrierter photonischer Photonpaarquellen durch Quanteninterferenzmessungen an Silizium-Ringresonatoren. Diese Methode ermöglicht die Entwicklung kompakter Quantenschaltkreise.

Die Messung der Quantum Interference in einem Silizium-Ring-Resonator Photon Source

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