【中国新闻网】中外高校联手首次实现“最薄”非线性量子光源 厚度低至46纳米
2023年01月06日 21:52 来源:中国新闻网
中新社合肥1月6日电 (记者 吴兰)记者6日从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队任希锋教授等人与新加坡国立大学仇成伟教授、郭强兵博士等合作,在二维材料非线性量子光源研究中取得重大突破——首次实现超薄的量子光源,厚度可低至46纳米。
据介绍,这是目前国际报道的最薄非线性量子光源。研究成果近日发表于国际著名学术期刊《自然》(Nature)。
小型化、集成化是解决空间光学量子系统稳定性差、不可扩展等问题的理想方案,也是光学量子计算、量子通讯等走向大规模和实用化的必经之路。量子光源作为量子光学系统必不可缺的部分,其小型化一直是人们研究的重点。
二维材料的层内晶体结构稳定,而原子层间的相互作用力要弱很多,被广泛应用在集成光子芯片的各个重要组成部分之中,但常见的二维材料单层厚度太薄(<1纳米),从而导致整体产生的非线性信号强度很低。
此次研究中,合作者们采用了一种新型NbOCl2材料,它不仅具有常见单层二维材料所特有的高二阶非线性系数,更重要的是它的层间电子耦合弱并且空间结构非对称。实验中采用404纳米波长的连续激光器泵浦二维材料,收集下转换过程所产生的808纳米附近波长参量光。与此同时,合作者们对参量光信号强度随二维材料厚度的变化关系进行了测量,实验结果和理论预期完全吻合。值得注意的是,实验中证实厚度低至46纳米的该材料也能制备量子光源,这是目前国际报道的最薄的非线性量子光源。
研究人员认为,该研究不仅为光学量子信息研究提供了一种可集成的量子光源,也为二维材料的非线性研究开辟了一个新的方向。(完)
【编辑:姜雨薇】
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