单光子源是量子信息技术的关键元器件。近年来,量子光网络成功演示玻色采样量子计算,波导光量子芯片如CNOT门、波导或微环腔参量下转换光子对源、Mach-Zehnder干涉型路径纠缠器和波分复用器、片上Hong-Ou-Mandel干涉仪、铌酸锂波导分路器和光开关、随机行走器、集成单光子探测器、芯片化量子密钥分发(quantum key distribution, QKD)等大量涌现, 大大推动了单光子应用。

制备可与之衔接的单光子源组件尤为重要。理想的单光子源应该严格满足每个脉冲中仅含有一个光子。然而,现阶段大多数实验所用的光源都是经过强烈弱光脉冲衰减得到,其光子数服从泊松分布。这种光源严格意义上讲是无法实现单光子脉冲的,实际做法是尽量降低每个脉冲里含有两个以上光子的几率,降低到不会对安全性产生影响。在实际应用中通常把含有两个以上光子的脉冲控制在5%以下,因此就必须把激光衰减到平均光子数为0.1,也就是说每个脉冲中平均含有0.1个光子。

而量子点单光子源,使用量子点可以稳定地发出单个光子流,每个光子可由光谱过滤器分离出来。与其它单光子源相比,量子点单光子源具有高的振子强度,窄的谱线宽度,且不会发生光退色。

量子点单光子源或纠缠光子的产生通常基于三个关键要素:1.量子点发射器;2.发射过程控制;3.非线性光学过程。单光子可按需求产生,即通过触发事件,可以通过脉冲激发单光子发射器来实现。皮秒(ps)梅高美游戏网站特别适合于脉冲激发量子点。与飞秒梅高美游戏网站相比,皮秒梅高美游戏网站的波段特别窄。因此,它们使量子点发射器的谐振激发具有非常高的效率,而不干扰背景辐射。达到共振激发条件的最佳窄度取决于单个量子点发射体系统的性质。显然,量子点系统的共振激发也取决于脉冲光源的中心波长。因此,使用波长可调的脉冲皮秒源,窄带度可调是一种优势。

APE企业的可调谐皮秒激光picoEmerald和激光单色器pulseSlicer的组合提供了这种可能性,并支撑其在量子研究、量子显微镜或量子关联成像或鬼成像(Ghost Imaging)领域的客户。

关键特性:

  • 小带宽,因为单光子样品中的共振相互接近(选择性)
  • 波长可调谐,进一步的结合DFG波长可调谐到中红外
  • 两种波长同时可用,在空间和时间上重叠
  • 可变带宽,小时间常数的高重复率,高光谱功率密度
  • 与Ti:Sa相比,picoEmerald提供更大的调谐范围(TiSa无法提供1500 nm);Ti:Sa与OPO结合是可能的,但功率密度会非常低

量子点单光子源的产生结构图

性能指标示例:

波长范围(其它可定制) 700 ~ 990 nm
1080 ~ 1600 nm
光谱带宽 0.04 … 0.5 nm at 700 nm (2 … 18 ps)
0.02 … 1.0 nm at 990 nm (2 …70 ps)
0.12 … 1.2 nm at 1080 nm (2 … 14 ps)
0.03 … 2.6 nm at 1600 nm (2 … 90 ps)
输出功率(@波长) > 100 mW at 800 nm at 0.3 nm resolution
> 10 mW at 800 nm at 0.03 nm resolution
> 100 mW at 1250 nm at 1.0 nm resolution
> 10 mW at 1250 nm at 0.1 nm resolution
重频 80 MHz,可定制: 160 MHz,320 MHz
偏振 水平线偏 > 100:1
通讯接口 USB / TCP/IP / RS232

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