論文の概要: Photon-pair generation in a heterogeneous silicon photonic chip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.13955v1
• Date: Tue, 30 Aug 2022 02:11:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-28 12:09:32.522832
• Title: Photon-pair generation in a heterogeneous silicon photonic chip
• Title（参考訳）: 不均一シリコンフォトニックチップにおける光子対生成
• Authors: Mingwei Jin, Neil MacFarlane, Zhaohui Ma, Yongmeng Sua, Mark A. Foster, Yuping Huang and Amy C. Foster
• Abstract要約: 集積シリコンフォトニクスは、量子情報と量子科学の応用を進める上で重要な役割を果たしてきた。 そこで我々は水素化アモルファスシリコン導波路の自発4波混合により高品質な光子対を効率よく生成する。 1632.6(pm$260.4)という記録的な偶然と偶然の一致率の値は、光子対生成率 1.94 MHz の異種設計で達成される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Integrated Silicon photonics has played an important role in advancing the applications of quantum information and quantum science. However, due to different material properties, it is challenging to integrate all components with excellent performance based on homogeneous material. Here, by combining high nonlinearity and low losses in a heterogeneous silicon platform, we efficiently generate high-quality photon pairs through spontaneous four-wave mixing in hydrogenated amorphous silicon waveguide and route them off-chip through low loss silicon nitride waveguide. A record high coincidence- to- accidental rate value of 1632.6 ($\pm$ 260.4) is achieved in this heterogeneous design with a photon pair generation rate of 1.94 MHz. We also showcase a wide range of multi-channel photon sources with coincidence- to- accidental rate consistently at 200. Lastly, we measure heralded single-photons with a lowest $g^{(2)}_H(0)$ of 0.1085 $\pm$ 0.0014. Our results demonstrate the heterogeneous silicon platform as an ideal platform for efficient generation of photon pairs and routing them off-chip with low losses. It also paves a way for the future hybrid photonic integrated circuit by collecting distinct features from different materials.
• Abstract（参考訳）: 集積シリコンフォトニクスは、量子情報と量子科学の応用を進める上で重要な役割を果たしてきた。 しかし, 材料特性が異なるため, 均質材料に基づく優れた性能で全ての部品を統合することは困難である。 そこで, 不均質シリコンプラットフォームにおける高非線形性と低損失性を組み合わせることにより, 水素化アモルファスシリコン導波路の自発的4波混合により高品質光子対を効率よく生成し, 低損失窒化ケイ素導波路を介してオフチップを導出する。 1632.6(\pm$260.4)という記録的な偶然・事故率の値は、光子対生成率 1.94 MHz の異種設計において達成される。 また,200倍の偶然発生率を持つ多チャンネル光子源についても紹介した。 最後に、最低の$g^{(2)}_h(0)$が 0.1085$\pm$ 0.0014であるヘラルド単光子を測定する。 本研究は、光子対を効率よく生成し、低損失でオフチップにルーティングするための理想的なプラットフォームとして、異種シリコンプラットフォームを実証するものである。 また、異なる材料から異なる特徴を収集することで、将来のハイブリッドフォトニック集積回路への道を開く。

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