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解析PPLN晶體在量子技術快速商業化的關鍵作用(一):国产成人在线观看免费网站技術

發布時間:2024-11-27 16:42:55 瀏覽量:484 作者:Robert

摘要

量子技術,曾經似乎是僅(jin) 存在於(yu) 科幻小說中的天方夜譚,但如今逐漸深入到我們(men) 的日常中改善我們(men) 的生活。而在前端的科研領域,如量子通信和量子計算機,量子技術同樣令人興(xing) 奮,影響也將越來越顯著,而非線性光學晶體(ti) (NLO)將在該技術的商業(ye) 化過程中發揮關(guan) 鍵作用。

*本文來源於(yu) 英國Covesion国产黄色在线观看的白皮書(shu) 《Non-linear Optical Crystals Used for Quantum Technology》。

https://covesion.com/knowledge-hub/white-paper-non-linear-optical-crystals-used-for-quantum-technology/

正文


解析ppln晶體(ti) 在量子技術快速商業(ye) 化的關(guan) 鍵作用(一):国产成人在线观看免费网站技術


量子技術,曾經似乎是僅(jin) 存在於(yu) 科幻小說中的天方夜譚,但如今逐漸深入到我們(men) 的日常中改善我們(men) 的生活。而在前端的科研領域,如量子通信和量子計算機,量子技術同樣令人興(xing) 奮,影響也將越來越顯著,而非線性光學晶體(ti) (NLO)將在該技術的商業(ye) 化過程中發揮關(guan) 鍵作用。

*本文來源於(yu) 英國Covesion国产黄色在线观看的白皮書(shu) 《Non-linear Optical Crystals Used for Quantum Technology》。

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量子技術主要這三個(ge) 領域內(nei) 多種国产成人在线观看免费网站中發揮作用:


傳(chuan) 感與(yu) 計時:利用量子係統對環境影響敏感的特性,可以進一步測量物理特性。


通信:試圖觀察量子通信通道將導致係統狀態不可逆地改變,這種改變是可被交換信息的各方檢測到的。量子網絡允許在遠距離用戶之間分發糾纏光子作為(wei) ‘密鑰’,從(cong) 而確保數據沒有被截取。


計算機處理:利用疊加和糾纏原理,理論上可以顯著提高經典計算器處理某些問題的速度。量子計算有望徹底改變目前的計算方式,尤其是針對大數據和複雜計算的情況下。


圖1:量子計算原型機“九章三號”實驗裝置示意圖(中國科學技術大學供圖)來源新華社


早期的国产欧美在线現在已經商業(ye) 化,如今正是量子技術蓬勃發展之際,對各類設備的供應商的要求也水漲船高,而光子學將是供應鏈的核心,無論是產(chan) 生糾纏光子對,冷原子還是產(chan) 生穩定的量子態,而 NLO 晶體(ti) 和元件都將是關(guan) 鍵的推動因素。



而在 NLO 晶體(ti) 中,摻雜氧化鎂的铌酸鋰(MgO:LN)擁有完善的晶體(ti) 供應鏈,因為(wei) 該材料同樣在其他元件中被廣泛国产成人在线观看免费网站,價(jia) 格也相對低廉。氧化鎂的摻雜也讓晶體(ti) 的抗光損傷(shang) 能力提高顯著,並且可通過周期性極化來提高頻率轉換效率,被稱為(wei) PPLN 晶體(ti) 。在商用非線性晶體(ti) 材料中,PPLN 具有高非線性係數,因此具有很高的轉換效率。對於(yu) 可調節波長而言,MgO:PPLN 晶體(ti) 的透光範圍為(wei) 400-5000nm,在不同的周期設計以及溫度調節下,可以靈活實現CW和脈衝(chong) 源不同波長之間的轉換。


NLO 晶體(ti) 在量子国产成人在线观看免费网站中的国产成人在线观看免费网站示例



原子冷卻和捕獲激光冷卻和捕獲是將原子降低到接近絕對零度,並在阱中限製和支撐這些原子的技術。處於(yu) 基態的原子可以存儲(chu) 量子信息,而高度激發的裏德堡原子之間的長程相互作用對於(yu) 量子計算中許多量子信息協議的成功運行至關(guan) 重要。

 

原子幹涉檢測提供高精度和可擴展技術能夠更敏感地檢測諸如更小的尺寸和更大深度等特征。許多原子光學国产成人在线观看免费网站傾(qing) 向於(yu) 使用高激光功率,同時保持窄線寬和高空間光束質量。例如,在利用冷原子幹涉測量中,從(cong) 1560nm源生成780nm(SHG)用於(yu) 銣原子的磁光捕獲(MOT),如重力測量和原子鍾。[1]

 

在這些国产成人在线观看免费网站中,現成商用(COTS)激光器在1560nm波長上可以高轉換效率倍頻到780nm,在波導解決(jue) 方案中已經展示了高達70%的的轉換效率[2]。將商用泵浦激光器組件與(yu) 倍頻晶體(ti) 相結合,可以經濟地生成支持銣原子捕獲所需的功率和窄線寬的780nm激光。


圖2:六個(ge) 方向的激光用來冷卻原子(圖片來源:圖片來源:)



量子密鑰分發(QKD):量子密鑰用於(yu) 數據的安全傳(chuan) 輸。它使兩(liang) 個(ge) 參與(yu) 者能夠生成一個(ge) 隻有他們(men) 自己知道的共享隨機密鑰,然後可以用來加密和解密消息。雙向轉換422nm <-> 1550nm(SFG/DFG)促進了QKD。這一国产成人在线观看免费网站需要在短波長(用於(yu) 捕獲離子量子比特的原子躍遷)和通信C波段(光纖傳(chuan) 輸低損耗)之間達到高轉換效率。使用特別設計的周期性極化铌酸鋰(PPLN)晶體(ti) 已經證明了在單光子水平上422nm(鍶離子發射)和1550nm之間的上轉換和下轉換。這為(wei) 構建大規模量子網絡提供了一個(ge) 關(guan) 鍵組件[3]。


圖 3:點對點QKD鏈接架構(來源electronicsforu.com)


基於(yu) 非線性晶體(ti) 的激光係統已用於(yu) 許多量子国产成人在线观看免费网站。 MgO:PPLN 晶體(ti) 在商用 NLO 晶體(ti) 中具有max有效非線性係數,是 380nm 至 5μm 範圍內(nei) 国产成人在线观看免费网站首先考慮的晶體(ti) 之一,但對於(yu) 激光功率非常高(例如 532nm處>3W CW)或所需波長超出光學範圍時,可以使用KTP、BBO和LBO晶體(ti) 。


圖4.基於(yu) PPLN 的 NLO 晶體(ti) 的可用波長範圍

 

英國Covesion有限国产黄色在线观看是一家擁有超過20年經驗的国产黄色在线观看,專(zhuan) 注於(yu) highly efficient非線性頻率轉換的MgO:PPLN(鎂摻雜周期極化铌酸鋰)晶體(ti) 和波導的研究、開發和製造。他們(men) 提供廣泛的国产欧美在线,包括PPLN塊體(ti) 晶體(ti) 、PPLN波導以及PPLN配件。此外,他們(men) 還提供定製PPLN服務,利用其極化技術為(wei) 獨特的PPLN晶體(ti) 設計和製造提供廣泛的技術支持,包括整個(ge) 周期結構設計、掩膜設計、晶體(ti) 極化、切塊、拋光和鍍膜增透,以滿足特定波長轉換需求。


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參考文獻

1. Diviya Devani, et al., “Gravity sensing: cold atom trap onboard a 6U CubeSat,” CEAS Space Journal, vol. 12, p. 539–549, 2020.

2. Sam A. Berry, et al, “Zn-indiffused diced ridge waveguides in MgO:PPLN generating 1 watt 780 nm SHG at 70% efficiency,” OSA Continuum, vol. 2, no. 12, pp. 3456-3464, 2019.

Thomas A. Wright, et al, “Two-Way Photonic Interface for Linking the Sr+ transition at 422 nm to the Telecommunication,” Phys. Rev. Applied, vol. 10, p. 044012, 2018.


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