【资讯】基于单片微腔-超透镜界面的高性能多维工程量子光源

2026-08-27 17:58:56

中山大学 Jin Liu、Xuehua Wang 团队、浙江大学 Liu Liu 团队和新加坡南洋理工大学 Yijie Shen 团队提出了一种单片微腔-超透镜界面，该界面由量子点-微柱单光子源和超薄超透镜组成，并精确地排列在III-V族化合物半导体芯片的两侧。微柱腔产生的显著腔量子电动力学效应促进了量子点单光子发射，同时实现了高纯度、高亮度和高光子不可区分性。多功能超透镜则能够同时调控包括辐射发散度、发射方向性、偏振态和轨道角动量（OAM）在内的多个物理自由度上的量子发射。此外，作者成功地在集成器件中产生了高保真度的偏振-OAM纠缠以及具有局域自旋拓扑结构的单光子。

研究成果于 2026 年 4 月 23 日以“High-performance sources of multidimensionally engineered quantum light based on monolithic microcavity-metalens interfaces”为题发表于《eLight》。

图1：单片微腔-超透镜界面的工作原理

图2：单片微腔-超透镜界面的制造工艺

图3：超透镜准直单光子源的表征

图4：所发射单光子的光子态的操控

图5：基于微柱-超透镜界面的偏振-轨道角动量纠缠的产生

图6：基于微柱-超透镜界面的具有拓扑稳定性的单光子斯格明子的产生

作者展示了单光子斯格明子在大气湍流中的稳定传播，并揭示了其相对于传统结构化量子光的拓扑优势。作者的工作推进了集成量子光子学和超构光学领域的研究，为先进的光子量子科学与技术提供了集成的高维量子光源。

参考文献： 中国光学期刊网

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