中国科学技术大学潘建伟院士、张强教授团队最新Physical Review Letters：芯片上的电泵浦超高亮度纠缠光子！

芯片上的电泵浦超高亮度纠缠光子

| 论文信息

中国科学技术大学潘建伟院士、张强教授团队提出并实现了一种高性能、可扩展的芯片级纠缠光子源解决方案。该方案旨在攻克电泵浦、片上集成、无需后选择操作等技术难点，其核心是设计并采用了一种混合集成架构：将分布式反馈激光器与集成了周期性极化铌酸锂波导、光束分束器及偏振旋转合束器的薄膜铌酸锂功能芯片进行异质集成。团队通过直接向该混合芯片注入电流的方式予以实现，从而获得了带宽达73纳米、纠缠对生成率高达4.5×10¹⁰pairs/s/mW 的高性能光源，并在频率关联模式下实现了保真度超过96%的偏振纠缠。这一紧凑型集成光源为波分复用高速量子密钥分发、星地量子通信及纠缠量子计量等关键应用奠定了器件基础。（中国科学技术大学博士生焦旭峰和济南量子技术研究院郑名扬研究员是本论文的共同第一作者）。

研究成果于2025年12月16日以题为“Electrically Pumped Ultrabright Entangled Photons on Chip”发表在《Physical Review Letters》上。

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图1： (a) 电泵浦偏振纠缠光子源实物图；(b) 混合集成示意图；(c) 波导结构与光场模式分布；(d) 薄膜铌酸锂芯片扫描电镜图；(e) 双通道PPLN波导电镜图；(f) 偏振旋转合束器电镜图。

图2：垂直偏振光子的测量光谱（蓝色实线）以及TE-TM模式转换与合成的测量传输曲线（红色虚线）。

图3：(a) 标有三组选定频率通道的偏振纠缠光子源频谱。(b) 实验装置示意图。

图4：测量得到的偏振纠缠态的密度矩阵。

| 文献来源

Xu-Feng Jiao, et al. "Electrically Pumped Ultrabright Entangled Photons on Chip." Physical Review Letters 135.24 (2025): 246302.

DOI：https://doi.org/10.1103/sfj2-dcx1

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