研究目的
本手稿描述的研究试图通过在纳米级介电晶格中利用单原子和光子，为光与物质的强量子相互作用创建新范式。
研究成果
所描述的先进原子-纳米光子平台可为实现一维和二维纳米尺度原子晶格奠定基础，从而能够实验探索这些涉及纳米光子结构中原子与光子强相互作用的系统。该系统的紧凑特性也使其更易于部署量子技术。
研究不足
实验的技术和应用限制包括将光子晶体波导与超冷原子集成的挑战，以及纳米光子器件制造和集成到超冷原子领域所需的进一步进展。
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光镊中光子晶体波导与原子阵列的集成
DOI：10.1002/qute.202000008
期刊：Advanced Quantum Technologies
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
近年来，将纳米光子学与冷原子相结合的研究因其在量子信息科学和量子多体物理探索中的广泛应用而备受关注。例如，色散工程化的光子晶体波导（PCW）不仅能通过与导模光的相互作用实现超冷中性原子的稳定捕获与探测，还为研究原子间强光子介导相互作用及光子间原子介导相互作用提供了可能。虽然目前已分析了1D和2D纳米光子晶格中原子与光子的多种理论可能性，但实验上实现PCW与超冷原子的集成仍是重大挑战。本文描述了一种突破当前实验进展若干关键障碍的先进装置，旨在通过单原子镊子阵列与1D和2D PCW中光子的强耦合，实现光与物质的强量子相互作用。主要技术进展包括：实现光与PCW导模的高效自由空间耦合、硅芯片在小尺寸玻璃真空腔内的硅酸盐键合技术，以及将单原子镊子阵列确定性机械递送至光子晶体波导近场区域的方法。
作者：
Xingsheng Luan，Jean-Baptiste Béguin，Alex P. Burgers，Zhongzhong Qin，Su-Peng Yu，Harry J. Kimble
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