İncə filmli litium niobat, kvant tətbiqləri üçün ideal şəkildə uyğunlaşan, inkişaf etməkdə olan qeyri-xətti inteqrasiya olunmuş fotonik platformadır. Spontan parametrik aşağı çevrilmə (SPDC) vasitəsilə o, kvant açarlarının paylanması, teleportasiya və hesablamalar üçün korrelyasiya olunmuş foton cütləri yarada bilər.

SPDC-nin səmərəli olması üçün faza uyğunluğu çox vacibdir. Ənənəvi olaraq, bu, 1980-ci illərdə hazırlanmış bir texnika olan kvazifaza uyğunlaşdırma yolu ilə vaxtaşırı qütblü litium niobatdan (PPLN) istifadə etməklə həyata keçirilir. Geniş tətbiqinə baxmayaraq, PPLN-nin son qeyri-xətti səmərəliliyi mükəmməl faza uyğunluğu hallarının <50%-i ilə məhdudlaşır və nanofotonik dalğa ötürücülərində istehsal getdikcə daha tələbkar olur.

Yeni hazırlanmış LPLN elektrik dirəyi vasitəsilə bütün nazik filmin təbəqə-müdrik domen çevrilməsi ilə bu çətinliklərin öhdəsindən gəlir. O, ənənəvi PPLN-dən daha yüksək qeyri-xətti səmərəliliyə nail ola bilər və istehsal prosesini sadələşdirə bilər. Araşdırma Light: Science & Applications jurnalında dərc olunub .

“Bu, təsadüfi bir kəşf idi” dedi NUS-un dosenti Di Zhu. “Domen inversiyasının qismən dəyişdirilməsi əvvəlcə istehsal qüsuru idi, lakin o, qeyri-xətti dalğa uzunluğunun səmərəli çevrilməsi və foton cütünün yaradılması üçün təəccüblü dərəcədə faydalı və etibarlı oldu.”

Tədqiqat qrupu genişzolaqlı telekommunikasiya foton cütlərini yaratmaq üçün bir LPLN dalğa bələdçisində kaskadlı ikinci harmonik nəsil (SHG) və SPDC prosesini qəbul etdi . Bu sadələşdirilmiş quraşdırma yalnız standart telekommunikasiya komponentləri tələb edir ki, bu da texnologiyanı daha əlçatan edir və praktik tətbiqlərdə tətbiqini asanlaşdırır.

“Biz LPLN dalğa ötürücülərində yüksək səmərəli SHG və foton cüt nəslini uğurla nümayiş etdirdik” dedi Xiaodong Shi, məqalənin aparıcı müəllifi.

“Nəzəri olaraq, SHG səmərəliliyi adi PPLN dalğa ötürücülərindən iki dəfə çox ola bilər. Onların görkəmli qeyri-xətti performansı, həndəsi və temperatur dəyişkənliyinə qarşı gücləndirilmiş dayanıqlılıqla birləşərək, onu kvant inteqrasiya olunmuş fotonik üçün perspektivli namizəd kimi yerləşdirir.”

Sonra, komanda bu cihazların performansını və miqyasını daha da optimallaşdırmaq və onlardan kvant rabitəsi və şəbəkə tətbiqləri üçün istifadə etməyi hədəfləyir.

Daha çox məlumat: Xiaodong Shi et al, Lay-poled litium niobate nanophotonic waveguides səmərəli foton cüt nəsli, İşıq: Elm və Tətbiqlər (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01645-5

Jurnal məlumatı: İşıq: Elm və Tətbiqlər 

TranSpread tərəfindən təmin edilmişdir