基于硅-电光聚合物非线性光子晶体量子态产生和操控研究

基本信息
批准号:11574031
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:张向东
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:屈澈,张雄,曾强,李涛,张明达,孙亦凡,张军,杨冰,李金花
关键词:
纠缠态光子晶体光子集成量子信息电光聚合物
结项摘要

The project aims to merge the polymer with high second-order nonlinear coefficients into air-holes of two-dimensional silicon photonic crystals and design hybrid complex materials, which posses both the properties of photonic band-gap and stro ng nonlinear response. Based on such new materials, the origin and efficiency for the second-harmonic generation in the process of parametric up-conversions, and generations of two-photon and multi-photon in the process of parametric down-conversions with quasi-phase matching will be discussed. The effect of photonic band-gaps on the second-harmonic generation and parametric down-conversion will be studied. The structure parameters of nonlinear silicon photonic crystals will be designed for the high-efficiency generation of two photon or multi-photon entangled states, and the corresponding sample will be fabricated. At the same time, how to construct optical circuits to test the generation efficiency of entangled photonic states will be also analyzed. We will also study the interactions between two-photon entangled states and disorder waveguides constructed from silicon photonic crystals, and explore new correlated phenomena among photonic states. In addition, the possibility to integrate quantum optical source and waveguide devices based on silicon photonic crystals will be also discussed.

本项目拟将具有高二阶非线性系数的聚合物材料融入到二维硅基空气孔光子晶体设计出硅基非线性复合材料,使之既具有光子带隙效应又有强二阶非线性反应。在此基础上我们将对这种材料准相位匹配参量上转换下倍频效应、参量下转换过程中双光子和多光子产生机理和效率进行研究,研究光子带隙效应对倍频和参量下转换量子过程的调控作用。优化设计出高效产生双光子和多光子纠缠态的硅基非线性光子晶体结构,实验制备出样品,搭建关联检测光路进行高质量纠缠光子态产生的实验论证。研究双光子纠缠态与硅基光子晶体无序波导的相互作用,探讨量子态间新的关联现象。研究量子光源与硅基光子晶体波导器件的集成。

项目摘要

本项目拟将具有高二阶非线性系数的材料融入到二维空气孔光子晶体设计出非线性复合材料,并对准相位匹配参量上转换下倍频效应、参量下转换过程中双光子和多光子产生机理和效率进行研究。优化设计出高效产生双光子和多光子纠缠态的非线性光子晶体结构,探讨新的关联现象和器件集成。经过几年的努力,我们将具有强二阶非线性系数二维过渡金属氧化物与二维光子晶体相结合优化设计出了复合非线性材料,实现了高效倍频产生以及双光子和多光子纠缠态的高效产生。揭示出了光的一些新关联现象。实验上首次观测到了高维非局域量子操控(steering)效应,精确验证了Steering效应噪声抑制现象的理论预言。实验上构建出了空间位置各向异性的二维光量子行走的平台,观测到在陈数为0的界面处存在有拓扑保护的界面态,并实验上证实了界面态的鲁棒性。设计出Metamaterials波基芯片完成量子搜索算法。 .在项目的支持下已发表SCI检索文章44篇,其中包括Phys. Rev. Lett., Adv. Mater., Adv. Opt. Mater., Phys. Rev. Appl., Phys. Rev. B/A, Optics Letters, Optics Express等本领域重要期刊论文。课题组成员在国际会议上做报告14人次,国内会议邀请报告4人次。培养了11名博士研究生。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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