Слайд 1
Презентация на тему «Усиленная генерация пар фотонов»
10 слайдов · сгенерирована в Презентоше — бесплатном генераторе презентаций
Слайд 2
Начнём с актуальности. Источники пар фотонов критически важны для квантовых коммуникаций, телепортации и квантовых вычислений. Пары рождаются в нелинейных процессах — таких как спонтанное параметрическое рассеяние. Ключевая характеристика источника — скорость генерации пар, PGR, и она напрямую определяется нелинейной эффективностью преобразования. Поэтому была задача — повысить эту эффективность.
Слайд 3
Один из путей — использовать двухрезонансную полость: нужно одновременно поддерживать резонанс на частоте первой гармоники, около 1550 нанометров, и на частоте второй гармоники, около 775 нанометров. При этом важны высокие добротности обеих мод и большой нелинейный коэффициент перекрытия полей. В ниобате лития, несмотря на его превосходные нелинейные свойства, совместить всё это непросто.
Слайд 4
Авторы использовали тонкую плёнку ниобата лития толщиной 350 нанометров с гексагональной решёткой дырок, период — 770 нанометров. Зонная структура рассчитывалась методом конечных элементов в COMSOL. Сначала нашли краевую моду ниже световой линии — это мода первой гармоники, и моду вне светового конуса — это вторая гармоника. Затем проверили, что перекрытие ненулевое, и подобрали радиусы дырок и толщину под условие удвоения частоты. На рисунке — зонные структуры для quasi-TE и quasi-TM мод, зелёным отмечены выбранные моды.
Слайд 5
Далее построили гетероструктуру из трёх областей — ядра, переходной зоны и внешней области с радиусами 250, 260 и 270 нанометров. Оказалось, что при увеличении числа слоёв ядра добротность растёт: при 24 слоях добротность первой гармоники достигает примерно 280 тысяч, а второй — около 2100. Это очень высокие значения.
Слайд 6
Профили полей показывают, что излучение хорошо локализовано в ядре, в плоскости, и по вертикали. При этом с ростом ядра нелинейное перекрытие падает, поскольку растёт объём моды. Однако эффективность пропорциональна квадрату добротности первой гармоники, добротности второй и перекрытию, поэтому рост добротности с избытком компенсирует снижение перекрытия.
Слайд 7
Резонансные спектры дают длины волн 1558,3 и 781,2 нанометра, то есть небольшой детюнинг около двух нанометров. В результате эффективность генерации второй гармоники составила 133 обратных ватта, а скорость генерации пар — 3,7 на 10 в восьмой степени пар в секунду при накачке в один милливатт.
Слайд 8
В таблицах приведено сравнение с известными работами. По эффективности генерации второй гармоники и по скорости генерации пар предложенная структура превосходит большинство аналогов.
Слайд 9
В выводе: спроектирована двухрезонансная фотонно-кристаллическая полость на ниобате лития с очень высокими добротностями. Достигнуты эффективность 133 обратных ватта и скорость генерации пар 3,7 на 10 в восьмой степени в секунду. Высокая добротность компенсирует детюнинг и упрощает изготовление — не нужны дырки порядка 10 нанометров. Работа перспективна для нелинейной и квантовой фотоники.
Слайд 10
Спасибо за внимание! Готова ответить на вопросы.
Нужна такая же презентация, но по своей теме?
Презентоша сгенерирует презентацию по любой теме за минуту — бесплатно.
Создать презентацию