肖书源：由连续体中的双准界态赋能的高效光子对生成
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Physical Review B
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Efficient photon-pair generation empowered by dual quasibound states in the continuum
Liu T.; Qin M.; Feng S.; Tu X.; Guo T.; Wu F.; Xiao S.
Published：2024-04-15
DOI：10.1103/physrevb.109.155424
研究背景
当谈及光子对生成以及量子通信时，我们面临一个共同的挑战：如何在纳米尺度上高效地生成纠缠光子。这一问题一直是当前研究领域的热点之一。
研究内容
最新研究发现，通过在半导体超表面上支持双重连续态（准BICs），可以实现高效的光子对生成。研究采用了AlGaAs椭圆纳米柱构成的简单超表面，在产生信号和辅助频率的两个高Q值准BIC共振与之重合时，显著增强了局部电场。这导致了在和反向古典非线性过程中和频发生显著增强，随后在量子-古典对应原则下，光子对的生成速率显著提高。在准BIC共振周围的窄带波长范围内，光子对产生速率提高至约104赫兹，比Mie共振的AlGaAs纳米天线中的速率高出两个数量级。此外，光子对的发射主要集中在相对于超表面的法线方向，并且通过调整纳米柱的旋转角度，可以实现速率的可调节。
研究意义
这项研究的创新之处在于提供了纳米尺度下高质量纠缠光子的来源，将在先进量子成像和通信领域发挥重要作用。这一发现为解决当前量子通信中的关键问题提供了新的视角和可能性。
这项研究为我们揭示了光子对生成的新途径，为未来的量子技术发展带来了新的希望和机遇。
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