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  • 超表面为量子研究提供新可能性

    作者:光行天下小萌新译 来源:物理学家组织网 时间:2022-08-27 23:12 阅读:319 [投稿]
    科学家与桑迪亚国家实验室合作,成功地利用共振超表面在几个不同频率下创造了光子对。

    来自马克斯·普朗克光科学研究所和弗里德里希-亚历山大-埃尔兰根-纽伦堡大学的科学家与桑迪亚国家实验室合作,成功地利用共振超表面在几个不同频率下创造了光子对。

    光子是任何形式的电磁辐射(如光)的量子(相互作用中涉及的最小量)。光子对于当前的许多研究领域和技术至关重要,例如量子态工程,这反过来又代表了所有量子光子技术的基石。在量子光子学的帮助下,科学家和工程师正在努力创造新技术,例如用于高度安全的通信通道和新型超级计算机的新加密形式。

    量子态工程的关键要求之一是光子对的产生。传统上,这是通过在体光学元件中使用两种非线性效应之一,即自发参数下变频(SPDC)或自发四波混合(SFWM)来实现的。非线性效应导致一个或两个泵浦光子自发衰变成光子对。


    泵浦光子穿过共振超表面,并在不同波长下产生纠缠光子对。

    然而,这些效应需要对所涉及的光子进行严格的动量守恒。光子必须穿过的任何材料都具有色散特性,从而阻止了动量守恒。有些技术仍然可以实现所需的守恒,但这些技术严重限制了可以产生光子对的状态的多功能性。因此,尽管非线性晶体和波导等传统光学元件已成功产生许多光子量子态,但它们的使用是有限且笨拙的。因此,最近,研究人员研究了所谓的光学超表面。


    一个超表面的扫描电子显微照片

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