美国物理研究所 倾斜双曲超材料对片上单光子提取的宽带增强
量子发射器非常靠近双曲超材料，其光轴相对于纳米纤维的端面倾斜
信用:沈炼 量子光子学涉及到一种新型技术，这种技术依赖于光子——光的基本粒子
这些光子有可能将量子信息携带到很远的地方
如果光子源可以被放置在单个芯片上，并被制造成以高速率产生光子，这可以实现高速量子通信或信息处理，这将是信息技术的一大进步
在本周的《应用物理评论》中，提出了一种简单的片上光子源，它使用一种被称为双曲超材料的材料
研究人员进行了计算，表明使用以精确方式排列的双曲超材料的原型可以克服低效率的问题，并允许片上光子源的高重复率
直到最近，单光子源通常是由半导体中的自组装量子点或由具有结构缺陷的材料(如钻石)制成的
然而，用这种材料很难高速产生单光子
已经尝试了一些方法来解决这个问题，但是到目前为止，结果是带宽窄和效率低
解决这些问题的另一种方法是使用特殊材料，如超材料，作为光子源
超材料是金属层和电介质层的堆叠，其结构水平远小于使用的光波长
当形成纳米线等形状时，它们表现出不同寻常的光学特性
流经这种材料的电子产生了一种被称为表面等离子体激元的集体振荡，产生局部电磁场
双曲线超材料是这些超材料的高度各向异性版本
他们以各种方式操纵光线
例如，他们可以缩小光的波长，让它在一个方向自由传播，而在另一个方向停止传播
研究人员为他们的片上光子源提出了一种几何结构，其中双曲超材料相对于用于传输发射光子的附近纳米纤维的第二面以精确的角度倾斜
通过仔细选择倾斜角，在与光纤的界面处抑制了光反射
该小组的计算表明，这种简单的几何排列应该可以克服以前这些材料的局限性
合著者沈炼说:“我们的工作代表了在片上量子网络中实现高重复率宽光谱单光子源的重要一步
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