Materiais de cristal único AlN estão disponíveis, consulte as especificações do produto:https://www.powerwaywafer.com/aln-substrate.html. Para mais informações ou dúvidas sobre produtos, entre em contato com nossa equipe de vendas comvictorchan@powerwaywafer.com.

Atualmente, as pessoas têm usado AlN para preparar cavidades ressonantes de alto valor Q e guias de ondas de baixa perda. Também foi relatado que é uma fonte única de fótons que pode operar à temperatura ambiente em cristais de AlN. No entanto, como fonte de luz em circuitos ópticos integrados quânticos, ainda existem desafios: em primeiro lugar, as propriedades ópticas da fonte de fótons únicos em AlN são pobres, exibindo alta fluorescência de fundo, com linhas de fônons zero representando uma baixa proporção de todo o espectro. emissão (fator Debye é muito baixo, apenas 3%), e a largura de linha de emissão também é relativamente grande. Para conseguir o acoplamento com cavidades ressonantes e guias de ondas ópticas, é necessário controlar com precisão a posição de uma única fonte de fótons. Como obter uma única fonte de fótons com largura de linha estreita, alto fator de Debye e posição precisa e controlável em AlN é uma questão urgente no desenvolvimento de plataformas de integração quântica óptica para AlN.

1. Estudo sobre fonte de fóton único de alto desempenho preparada em AlN por laser de femtosegundo

Recentemente, uma equipe de pesquisa usou laser de femtosegundo para preparar uma fonte de luz central colorida para emissão de fóton único. Em monocristais de AlN de alta qualidade, a interação não linear entre pulsos de laser de femtossegundos e materiais é utilizada para obter processamento além do limite óptico de difração. Induza a formação de defeitos quânticos no ponto focal do laser, gere centros de cores e introduza novos níveis de energia do centro de cores luminescentes no bandgap.

Fig. 1 Diagrama esquemático e teste de características de emissão espectral e quântica de uma única fonte de fótons na preparação de nitreto de alumínio com laser de femtosegundo

Experimentos mostraram que a localização de fonte de fóton único pode ser alcançada em substratos de cristal único de AlN, e o rendimento de processamento de centros de cores luminescentes pode atingir mais de 50%. Curiosamente, a linha de fonte de fóton único preparada pelo laser de femtosegundo tem uma largura estreita, um espectro muito puro e uma fluorescência de fundo muito baixa, exibindo um único pico de emissão nítido e bandas laterais de fônons muito fracas. Após o cálculo, o fator Debye da fonte de fóton único pode atingir mais de 65%. Ao monitorar suas mudanças espectrais e contagem de fótons únicos, descobriu-se que a fonte de fótons únicos preparada a laser mantém alta estabilidade sob excitação óptica de longo prazo. Além disso, a equipe de pesquisa também conduziu cálculos de primeiros princípios sobre os tipos de centros de cores preparados e propôs que os defeitos relacionados ao oxigênio podem ser o tipo de fonte de fóton único emitida por esses centros de cores.

Fig. 2 Características ópticas de uma única fonte de fótons processada por laser de femtosegundo

2.Prespeitode fonte de fóton único em cristal único AlN

A equipe de pesquisa usou laser de femtosegundo para posicionar e preparar uma fonte de fóton único de alto desempenho (largura de linha estreita, alto fator Debye, alta estabilidade à temperatura ambiente) em um substrato de cristal único de AlN, com um rendimento superior a 50%. O estudo demonstra que os cristais de AlN podem atingir emissão de fótons únicos em temperatura ambiente estável e de alta qualidade, mostrando o enorme potencial da próxima geração de chips de fótons quânticos e fornecendo uma tecnologia de preparação confiável para fontes de fótons únicos para o desenvolvimento de plataformas quânticas integradas baseadas em nitreto de alumínio.

Para mais informações, entre em contato conosco pelo e-mailvictorchan@powerwaywafer.com e powerwaymaterial@gmail.com.