【摘 要】
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关联光子对源是量子光学信息处理中的重要资源,已经被应用于量子密钥分发、量子计量、量子模拟。目前,量子信息技术要求器件小型化和集成化,因此需要电注入的关联光子对源。
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关联光子对源是量子光学信息处理中的重要资源,已经被应用于量子密钥分发、量子计量、量子模拟。目前,量子信息技术要求器件小型化和集成化,因此需要电注入的关联光子对源。半导体布拉格反射波导关联光子对源同时利用半导体材料的增益特性和光学非线性特性,集成量子阱激光器和布拉格反射波导为一体,是可以实现电注入关联光子对源的器件结构。目前,还没有1.3微米通信波段的电注入关联光子对源。本论文设计了1.3微米波段的电注入布拉格反射波导关联光子对源,同时对此类器件建立了一套系统的理论仿真方法。论文利用k·p方法和Luttinger-Kohn哈密顿量计算了基于布拉格反射波导的量子阱激光器特性,包括:能带结构、态密度、跃迁动量矩阵元、增益谱、模场分布和光功率-电流特性六个方面。论文研究了器件的色散特性,得到了相位匹配调谐曲线,进而计算了下转换光子对的功率密度谱和关联光子对产生率。论文分析了器件端面反射率对光子对Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉可见度的影响,设计了一种端面布拉格反射器,对下转换光子增透,对泵浦光子增反,来提高光子对的HOM干涉可见度,同时降低器件的阈值。
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