中国科大在集成光子芯片上实现人工合成非线性效应

集微网消息，合肥科技消息显示，中国科学技术大学郭光灿院士团队在集成光子芯片量子器件的研究中取得重要进展。该团队邹长铃、李明研究组提出人工合成光学非线性过程的通用方法，在集成芯片微腔中实验观测到高效率的合成高阶非线性过程，并展示了其在跨波段量子纠缠光源中的应用潜力。相关成果于10月20日在线发表于国际学术期刊《自然·通讯》上。

据介绍，利用集成的氮化铝光学微腔，该团队在实验上同时操控二阶的和频过程和三阶的四波混频过程，合成更高阶的四阶非线性过程。实验证明，该人工合成的过程比材料固有的四阶非线性效应强500倍以上。如果进一步提升微腔的品质因子，该增强倍数可达1000万以上。

该团队将人工合成的四阶非线性应用于产生跨可见-通信波段的量子纠缠光源。通过测量跨波段光子间的时间-能量纠缠验证了人工合成过程的相干性。相比于传统跨波段量子纠缠光源的产生方法，该工作极大降低了相位匹配的困难，并且仅需要通信波段单一泵浦激光，展现了人工合成非线性过程的优势和应用潜力。

中国科学院量子信息重点实验室博士研究生王家齐、杨元昊为论文的共同第一作者，李明副研究员、邹长铃教授为论文通讯作者。本研究得到国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省自然科学基金以及中央高校基本科研业务费的支持。（校对/项睿）