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空间光调制器（SLM）在中性原子量子计算中的应用一、引言量子计算利用量子叠加、纠缠与干涉特性，在特定问题上具备超越经典计算机的算力优势。当前主流技术路线包括超导、离子阱、中性原子、光量子等，其中中性原子系统近年实现突破性进展。中性原子量子比特天然全同、室温长相干（秒级）、无布线约束、可动态排布二维/三维阵列，完美契合大规模量子计算对高保真度、高扩展性、低串扰的核心需求。图 1： 中性原子量子计算系统二、中性原子体系与核心原理2.1 主流原子选择2.1.1铷 - 87（⁸⁷Rb，zui主流）能级简单、冷却 / 操控技术成熟、成本低。超精细基态相干时间秒级，适合长时量子存储。2.1.2 铯 - 1 ...
无横向再生的MOCVD室温连续波量子级联激光器设计和制造量子级联（QC）激光器是一种很有前途和影响力的中红外光源，在化学传感、无线通信和对抗措施等领域具有潜在的应用前景。自1994年首次演示以来，通过改进激光设计，材料生长和包装，不断显著地改进了QC激光器的性能。到目前为止，使用固体源分子束外延（MBE）或气源MBE生长的波长为9.1和4-6 um的QC激光器已经证明了室温连续波（CW）操作，这是紧凑型非低温激光源的重要里程碑。金属有机化学气相沉积（MOCVD）zui近引起了人们的研究兴趣，因为它是工业界第1选择的技术，并且在QC激光器的商业化方面有前景。据报道，MOCVD是一种高性能的QC激 ...
波长为8~12μm的长波红外量子级联激光器量子级联激光器(QCL)是少数能够服务于这一重要光谱范围的光源之一。由于其独特的电气操作和微型尺寸，qcl可以包含在紧凑、便携、坚固的系统中，这些系统可能价格低廉，可在任何基于半导体的平台上进行现场部署，易于使用。当前低波长红外区域的激光器性能开始与中波红外(MWIR， λ = 3-5μm)的性能相媲美，传统上，中波红外(MWIR， λ = 3-5μm)的性能更为成熟，因为高功率MWIR器件由于需要IRCM解决方案而得到了强劲的发展。目前LWIR的性能可以提供瓦特级的输出功率，在z佳情况下具有两位数的电光转换效率。高性能LWIR器件的z大挑战并不容易通 ...
超宽带(3.3 - 12.5µm)单栈量子级联增益介质自二十多年前发明以来，QC激光器由于其紧凑性，稳健性和高性能(高输出功率，可调性和波长可定制性)而成为许多实际应用中备受追捧的中红外源。然而，有光谱应用(如生物学)，其中分子的吸收特征是广泛的，因此需要单一激光源的宽波长可调性。为了实现广泛的可调性，已经报道了各种方法，如所谓的“绑定到连续体”和“连续到连续体”设计，以及多个增益介质的堆叠。在这里，我们通过设计一种单堆栈增益介质来实现宽增益发射，该介质结合了QC激光器中两个相对较新的、不同的带结构设计概念:注入器基态与上激光态的超强耦合和超短注入器区域。图1我们的活动岩心设计(图1(a))采 ...
高功率螺旋腔量子级联超发光发射器量子级联(QC)器件在中红外中表现出潜在的超发光光源。然而，由于子带间跃迁的非辐射载流子寿命短，导致自发辐射较低，因此在QC器件中实现毫瓦的超发光(SL)功率是具有挑战性的。在2 mm长的法布里-珀罗腔中用湿蚀刻面代替一个镜面，在10 K下的峰值光功率为25 μW。光功率不足阻碍了这种光源的实际应用。虽然存在强大的宽带QC激光器，但激光引起的长相干长度会降低OCT系统中的图像分辨率。zui近，通过采用带有Si3N4抗反射涂层的圆形湿接后面和17°倾斜劈裂前面，在250 K下实现了~10 mW的峰值SL功率。然而，这些发射器的长度为8毫米，这限制了这些设备的紧凑性 ...
基于“两步”耦合的宽电压可调量子级联激光器在之前的研究中，基于反交叉垂直和对角跃迁以及光子辅助对角跃迁的主流QC激光器设计的电压可调性，所有设计都显示电压可调的EL。然而，基于反交叉垂直跃迁和光子辅助对角跃迁的激光器不能在阈值以上调谐，而基于反交叉对角跃迁有源区的激光器在80 K时的调谐范围在阈值以上约30 cm−1，远小于EL在相同电压范围内的60-70 cm−1。激光器调谐范围小的原因在于驱动电子穿过有源区的受激辐射在传统的QC激光器设计中，大部分电子都聚集在z低注入态和z高激光态。在阈值以下，电子主要通过纵向光学LO声子散射穿越有源区。在阈值以上，随着腔内的光强变得越来越强，电子通过受激 ...
近红外脉冲诱导量子级联激光器中红外传输调制的飞秒测量zui近的研究证明了在低温下使用 800 nm飞秒脉冲对qcl进行全光调制，通过带间跃迁改变电子居群。研究人员还通过在注入电流中加入射频信号实现了qcl的直接调制。虽然文献估计了QCL的超快增益调制，无弛豫振荡，高达>100 GHz，但以前的工作直接测量的QCL输出使用中红外探测器，限制在10 GHz带宽。因此，仍有必要充分探索量子发光二极管对调制的时间光学响应。从这个意义上说，光泵浦探测技术是提供高时间分辨率的完美工具，仅受光脉冲宽度和延迟级分辨率的限制。光泵浦探测技术已被广泛应用于qcl中快速载流子动力学的研究。我们研究了中红外探测 ...
光纤色散原理简介摘要：光信号通过光纤传输引起光信号畸变、脉冲展宽。由于光信号能量是由不同频率和模式成分共同承载的，因而引起色散的原因与机理也是多方面的。色散的主要机理与类型包括：多模光纤的模式色散（或称模间色散）；由于光纤材料固有的折射率对波长依赖性而产生的波导色散；以及单模光纤中两种不同偏振模式传输速度不同而引起的偏振色散。一、模间色散多模光纤中，即使对同一波长，不同传输模式仍具有不同的群速度，即传播速度不同，由此引起的脉冲展宽，称为“模间色散”。模间色散引起的脉冲展宽是各种色散因素中影响严重的一种。并且，传输的模式越多，脉冲展宽越严重。模间色散是发生在多模光纤和其他波导中的一种信号畸变机制 ...
用于高带宽WDM-PONs的1.55um VCSEL阵列(1)-设备结构垂直腔面发射激光器（VCSELs）已被证明是波分复用无源光网络（wdm-pon）中具有成本效益的光源，近年来制造技术稳步发展，特别是单片一维（1-D）和二维阵列制造。爆炸性的带宽需求，特别是在上传和下载速度方面，将需要在接入网中采用WDM技术。由于电信系统的主要问题是连通性，因此未来的系统需要对称的上下游带宽。为了在未来实现有吸引力的市场条件，每带宽的成本必须大幅降低。在这里，我们描述并描述了一种一维VCSELs阵列结构，该结构可以在不进一步投资的情况下实现每个客户带宽的升级（从2.5Gb/s到潜在的80Gb/s甚至120 ...
用于高带宽WDM-PONs的1.55um VCSEL阵列(2)-设备属性与实验设备属性通常，单片集成的VCSEL阵列具有非常高的均匀性。我们也证明了我们的长波长阵列的这种行为。在图2中，我们给出了在室温下，没有任何主动冷却的情况下，测量到的112vcsel阵列的光输出-电流（L-I）特性。我们计算出了VCSEL阵列中所有激光器的光输出-电流-电压（L-I-V）和光谱特性非常均匀。1×12 VCSEL阵列室温下的L-I曲线请注意，器件之间没有热串扰，因为它们直接集成到金色散热器中。这些小孔径器件的输出功率通常在1.5mW左右。具有较大孔径的器件显示单模输出功率为几毫瓦，并在85℃时提供高于0dB ...
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