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量子书法：在二维材料平台上书写单光子发射器
摘要： 我们提出一种将应变编码至二维材料（2DM）的范式，可在任意位置以纳米级精度确定性制备单光子发射器（SPEs）。该材料平台由置于可变形聚合物薄膜上方的2DM构成。当利用原子力显微镜探针施加足够机械应力时，2DM/聚合物复合材料发生形变，从而形成具有优异可控性与重复性的高度局域化应变场。研究表明，SPEs在这些纳米压痕处生成并定位，且单光子发射温度高达60K——这是该类材料报道中的最高温度。这种量子书法技术能实现SPEs任意图案的确定性排布与实时设计，便于其与光子波导、腔体及等离子体结构的耦合。除支持SPEs的灵活排布外，这些成果还为以纳米级精度向2DM引入应变提供了通用方法，为2DM及其器件的应变工程研究及未来应用提供了宝贵工具。
关键词： 二硫化钨、原子力显微镜、二维材料、单光子发射器、应变工程
更新于2025-09-23 15:22:29
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噪声共振连续激发下单光子发射器的相关函数
摘要： 为表征光源的统计特性与不可区分性，通常采用各类干涉仪测量发射场的关联函数。本文提出一个理论框架，用于计算受实际噪声连续波激励激光器共振驱动的两能级系统的关联函数。我们获得了正确计入噪声激励源各贡献项的一阶和二阶自相关函数的解析表达式。研究表明：即使在低功率条件下，噪声源仍对两能级系统动力学产生显著影响——这是简化模型未能预见的。对于脉冲激励条件下的光子不可区分性表征，通常通过Hong-Ou-Mandel干涉仪测量的零延迟强度关联值实现。我们证明该指标在连续波激励条件下并不适用，并引入基于光子不可区分性概率诠释的优良指标——聚结时间窗。最终利用该时间窗量化了噪声连续波激励对光子不可区分性的影响。
关键词： Hong-Ou-Mandel干涉仪、关联函数、聚结时间窗口、噪声共振连续激发、单光子发射器
更新于2025-09-24 01:37:23
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应用纳米光子学 || 新兴纳米光子学
摘要： 本章重点介绍了现代纳米光子学中若干具有挑战性的发展趋势，这些趋势基于过去数十年的广泛研究得以追溯。它们包括胶体技术平台、用于增强光-物质相互作用的纳米等离子体学、基于纳米结构的新型光学传感器、硅光子学平台的进展、负折射率材料以及单光子发射器。将这些新兴趋势与理念综合来看，可以明确预见未来数十年将涌现令人振奋的新器件与系统，同时也表明纳米光子学是一个极具活力且前景广阔的研究与开发领域。
关键词： 硅光子平台、光学传感器、胶体技术平台、负折射率材料、纳米光子学、单光子发射器、纳米等离子体学
更新于2025-09-09 09:28:46
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金刚石中单锗空位中心阵列的直接书写
摘要： 具有优异光学特性的固态单光子发射体是量子光学应用的重要基础构件。理想的量子比特应具备明亮的窄带发射（即高德拜-瓦勒因子）并支持对其自旋态进行光学读出与操控。目前已研究过金刚石中的多种候选体系，包括氮空位（NV）中心及较新的硅空位（SiV）中心。SiV的优势在于其高达80%的发射强度集中于零声子线（ZPL），但其相干时间受限于约40GHz的窄基态能级分裂——该特性易引发下支态到上支态的单声子吸收。因此需要寻找基态分裂更大的替代体系以抑制声子介导过程。 金刚石色心作为可扩展量子光子学应用的固态量子比特极具前景。在众多缺陷中，具有反演对称性的缺陷因其优异光学特性备受关注。本研究展示了在金刚石中无掩模植入高亮度单锗空位（GeV）中心阵列的技术：通过直接聚焦离子束工艺，以数十纳米空间精度制备单GeV发射体。当单点注入200个Ge?离子时，单GeV产生效率高达53%。该制备方法为未来集成光子结构的纳米加工提供了可行方案，有望使GeV发射体成为自旋-自旋相互作用研究的主流平台。
关键词： 钻石、锗空位中心、单光子发射器、量子光子学、聚焦离子束
更新于2025-09-09 09:28:46