論文の概要: Hybrid integration of deterministic quantum dots-based single-photon
sources with CMOS-compatible silicon carbide photonics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.12202v1
- Date: Wed, 23 Mar 2022 05:32:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-21 00:43:09.892387
- Title: Hybrid integration of deterministic quantum dots-based single-photon
sources with CMOS-compatible silicon carbide photonics
- Title（参考訳）: 決定論的量子ドットに基づく単一光子源とCMOS互換炭化ケイ素フォトニクスのハイブリッド結合
- Authors: Yifan Zhu, Wenqi Wei, Ailun Yi, Tingting Jin, Chen Shen, Xudong Wang,
Liping Zhou, Chengli Wang, Weiwen Ou, Sannian Song, Ting Wang, Jianjun Zhang,
Xin Ou and Jiaxiang Zhang
- Abstract要約: 4H-シリコーン炭化物 (4H-SiC) が大規模光量子回路の実現競争相手として登場している。
イオンスライシング法により作製したウェハスケール4H-SiCフォトニックチップと、自己組織化InGaAs量子ドット(QD)ベースの単一光子源(SPS)のハイブリッド結合を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.136086737501603
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Thin film 4H-silicon carbide (4H-SiC) is emerging as a contender for
realizing large-scale optical quantum circuits due to its high CMOS technology
compatibility and large optical nonlinearities. Though, challenges remain in
producing wafer-scale 4H-SiC thin film on insulator (4H-SiCOI) for dense
integration of photonic circuits, and in efficient coupling of deterministic
quantum emitters that are essential for scalable quantum photonics. Here we
demonstrate hybrid integration of self-assembled InGaAs quantum dots (QDs)
based single-photon sources (SPSs) with wafer-scale 4H-SiC photonic chips
prepared by ion slicing technique. By designing a bilayer vertical coupler, we
realize generation and highly efficient routing of single-photon emission in
the hybrid quantum photonic chip. Furthermore, we realize a chip-integrated
beamsplitter operation for triggered single photons through fabricating a 1x2
multi-mode interferometer (MMI) with a symmetric power splitting ratio of
50:50. The successful demonstration of heterogeneously integrating QDs-based
SPSs on 4H-SiC photonic chip prepared by ion slicing technique constitutes an
important step toward CMOS-compatible, fast reconfigurable quantum photonic
circuits with deterministic SPSs.
- Abstract（参考訳）: 薄膜4H-シリコン炭化物 (4H-SiC) は、CMOS技術との互換性と大きな光非線形性のため、大規模光量子回路の実現競争相手として浮上している。
しかし、フォトニック回路の密結合のための絶縁体(4H-SiCOI)上でのウェハスケールの4H-SiC薄膜の生成や、スケーラブルな量子フォトニクスに不可欠な決定論的量子エミッタの効率的な結合には課題が残っている。
本稿では、イオンスライシング法により作製したウェーハスケール4H-SiCフォトニックチップと、自己組織化したInGaAs量子ドット(QDs)ベースの単一光子源(SPSs)のハイブリッド結合を実証する。
二層垂直結合器の設計により、ハイブリッド量子フォトニックチップにおける単一光子放出の発生と高効率ルーティングを実現する。
さらに,1x2マルチモード干渉計(mmi)を50:50の対称パワー分割比で作製し,シングル光子のチップ集積ビームスプリッタ動作を実現する。
イオンスライシング法により作製された4H-SiCフォトニックチップ上にQDsベースのSPSを不均一に統合するデモは、CMOS互換で高速な再構成可能な量子フォトニック回路への重要なステップとなる。
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