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  單光子芯片

 單光子芯片

Sparrow單光子芯片是一種確定性產生單光子的專利技術。它是基于超精確的砷化鎵量子點結構,當外部激光激發時將產生單光子。量子點發出的光子由納米光子波導收集。按需光子流隨后被定向到一個出耦合光柵,該光柵垂直地從芯片上發射光子。獲得高純度和一致的單一光子, 芯片必須冷卻到低于6 K.
 
 
圖1所示。光子晶體波導中嵌入的量子點。量子點被外部激光激發并發出單光子。
圖2。收集到的單個光子的引導路徑。一個納米光子波導引導光子從量子點到一個外耦合光柵。
 
Sparrow SPS 開放式模組
•   Sparrow單光子源(SPS)自由空間組件提供了封裝在外殼中的SPS芯片,該芯片允許與大多數標準低溫設置集成,并且有一個窗口可以進行可視檢查,允許激光信號的輸入和輸出。芯片的工作溫度為0- 6k,必須將外殼置于低溫恒溫器中才能獲得。外殼是開放的,帶有用于激勵芯片和收集SPS信號的直接光學通路。激勵源的波長必須為800-960 nm。芯片相對于外殼對齊,這樣激發和發射都可以垂直于外殼。圖2顯示了組件周圍的典型光學設置。
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
圖3所示。SPS芯片的自由空間外殼。芯片放置在金屬板上,允許與低溫恒溫器耦合。在自由空間版本中,透明的上蓋允許光信號的輸入和輸出。芯片被放置在一個相對于外殼窗口的角度,允許通過與外殼垂直的相同光路進出耦合。
該表顯示了該組件的規范
 
 
 
 
 
Figure 4: 典型的光學設置圍繞著SPS自由空間組件。組件放置在右側的低溫恒溫器中。激光激勵源與該組件垂直耦合。發射信號從同一路徑采集,光學裝置保證了激發和發射信號的分離,并從芯片上的其他量子點的激勵中濾除單光子源。Sparrow SPS光纖耦合模組
Sparrow芯片將在2020年推出光纖耦合版本。單光子源(SPS)光纖耦合組件為外殼中的SPS芯片提供一個單模光纖用于輸入,另一個光纖用于輸出信號。芯片放置在一個熱錨,允許集成與大多數標準的低溫設置。在這種設置是不可能的視覺檢查芯片和所有集成芯片是通過錐形光纖。與自由空間版本的唯一區別是在光纖耦合版本中,與芯片的光耦合是通過光纖耦合實現的。我們注意到,如圖4所示的光纖耦合芯片的光學設置也是必需的。
 

Fig. 5. SPS芯片光纖耦合外殼的原理圖。芯片被放置在一個金屬板上,允許與低溫恒溫器耦合。兩根光纖被錐形地連接到芯片上,以提供激勵信號,另一根光纖收集輸出光子

 

Sparrow SPS 930 nm 模組

模塊是一個完全集成的即插即用解決方案,提供930nm波長的單光子。該系統包括激發激光、麻雀芯片、蒙大拿州低溫光學恒溫器和用于過濾信號的光學裝置。該裝置集成在一個具有光纖輸出的實際盒子中,便于將單個光子輸入外部光學電路。

 
Fig. 6. Sparrow 930nm即插即用SPS模塊,包括右側的Montana低溫恒溫器
和左邊盒子里的光學電路。
 
Fig. 7 麻雀的俯視圖SPS 930nm模塊。
 
Sparrow SPS 1550 nm 模組
Sparrow SPS 1550nm模塊是一個完全集成的即插即用解決方案,提供與標準電信設備兼容的1550nm波長的單光子。該模塊是930nm模塊的擴展,具有波長上轉換組件
 
 
Fig. 8. Sparrow 1550nm即插即用SPS模塊。該模塊是Sparrow 930nm模塊的擴展,具有波長上轉換組、
 

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