Hay disponibles materiales monocristalinos de AlN; consulte las especificaciones del producto:https://www.powerwaywafer.com/aln-substrate.html. Para obtener más información sobre el producto o consultas, comuníquese con nuestro equipo de ventas convictorchan@powerwaywafer.com.

En la actualidad, la gente ha utilizado AlN para preparar cavidades resonantes de alto valor Q y guías de ondas de baja pérdida. También se ha informado que es una fuente de fotón único que puede funcionar a temperatura ambiente en cristales de AlN. Sin embargo, como fuente de luz en circuitos ópticos integrados cuánticos, todavía existen desafíos: en primer lugar, las propiedades ópticas de la fuente de fotón único en AlN son pobres, exhibiendo una alta fluorescencia de fondo, con líneas de fonón cero que representan una proporción baja de todo el espectro. emisión (el factor de Debye es muy bajo, solo 3%), y el ancho de línea de emisión también es relativamente grande. Para lograr el acoplamiento con cavidades resonantes y guías de ondas ópticas, es necesario controlar con precisión la posición de una única fuente de fotones. Cómo lograr una única fuente de fotones con un ancho de línea estrecho, un alto factor de Debye y una posición precisa y controlable en AlN es una cuestión urgente en el desarrollo de plataformas ópticas de integración cuántica para AlN.

1. Estudio sobre una fuente de fotón único de alto rendimiento preparada en AlN mediante láser de femtosegundo

Recientemente, un equipo de investigación ha utilizado un láser de femtosegundo para preparar una fuente de luz central de color para la emisión de un solo fotón. En monocristales de AlN de alta calidad, la interacción no lineal entre los pulsos de láser de femtosegundos y los materiales se utiliza para lograr un procesamiento más allá del límite óptico de difracción. Inducir la formación de defectos cuánticos en el punto focal del láser, generar centros de color e introducir nuevos niveles de energía de centros de color luminiscentes en la banda prohibida.

Fig. 1 Diagrama esquemático y prueba de características de emisión espectral y cuántica de una fuente de fotón único en la preparación con láser de femtosegundo de nitruro de aluminio.

Los experimentos han demostrado que se puede lograr la localización de una fuente de fotón único en sustratos monocristalinos de AlN, y que el rendimiento del procesamiento de centros de color luminiscentes puede alcanzar más del 50%. Curiosamente, la línea fuente de fotón único preparada con láser de femtosegundo tiene un ancho estrecho, un espectro muy puro y una fluorescencia de fondo muy baja, exhibiendo un único pico de emisión agudo y bandas laterales de fonones muy débiles. Después del cálculo, el factor de Debye de la fuente de fotón único puede alcanzar más del 65%. Al monitorear sus cambios espectrales y el conteo de fotones individuales, se encontró que la fuente de fotón único preparada con láser mantiene una alta estabilidad bajo excitación óptica a largo plazo. Además, el equipo de investigación también realizó cálculos de primeros principios sobre los tipos de centros de color preparados y propuso que los defectos relacionados con el oxígeno pueden ser el tipo de fuente de fotón único emitido por estos centros de color.

Fig. 2 Características ópticas de una fuente de fotón único procesada por láser de femtosegundo

2.P.perspectivade fuente de fotón único en cristal único de AlN

El equipo de investigación utilizó un láser de femtosegundo para posicionar y preparar una fuente de fotón único de alto rendimiento (ancho de línea estrecho, factor de Debye alto, alta estabilidad a temperatura ambiente) sobre un sustrato monocristalino de AlN, con un rendimiento superior al 50 %. El estudio demuestra que los cristales de AlN pueden lograr una emisión de fotón único estable y de alta calidad a temperatura ambiente, lo que muestra el enorme potencial de la próxima generación de chips de fotones cuánticos y proporciona una tecnología de preparación confiable para fuentes de fotones individuales para el desarrollo de plataformas cuánticas integradas basadas en nitruro de aluminio.

Para obtener más información, por favor contáctenos por correo electrónico avictorchan@powerwaywafer.comypowerwaymaterial@gmail.com.