DOSSIER Communications quantiques couramment utilisés , ce qui permet de générer des paires de photons par conversion paramétrique spontanée à trois ondes ou à quatre ondes . De plus , elle présente une bande interdite directe , ouvrant la voie à l ' intégration monolithique de diodes laser dans des puces photoniques quantiques , ainsi qu ' un coefficient électro-optique élevé permettant une manipulation ultrarapide sur puce d ' états à un ou deux photons [ 3 ]. Parmi les différents processus de génération d ' états intriqués pour les communications quantiques , nous nous concentrons ici sur la conversion paramétrique spontanée à trois ondes , en particulier dans des guides d ' ondes AlGaAs basés sur des miroirs de Bragg .
Figure 1 . a ) image d ’ un guide AlGaAs à miroirs de Bragg réalisée au microscope optique à balayage ; b ) simulation numérique du profil spatial des modes guidés impliqués dans le processus de conversion paramétrique spontanée ( SPDC ) utilisé pour la génération de paires de photons ; c ) dispersion des indices effectifs n eff des modes impliqués dans la conversion . La condition d ’ accord de phase est obtenue par ingénierie de la structure multicouche de sorte que n p eff = ns eff + nc eff .
le développement de systèmes quantiques à grande échelle , de nombreux efforts sont actuellement dédiés au passage de systèmes optiques traditionnels massifs vers des dispositifs photoniques intégrés compacts . Ce changement est rendu possible par les progrès rapides des circuits photoniques intégrés classiques , qui ont permis de démontrer la génération , manipulation et détection d ’ états quantiques de la lumière , une grande stabilité de phase et l ’ intégration de plusieurs fonctionnalités sur puce . Au cours des dernières années de nombreux composants photoniques quantiques intégrés basés sur divers matériaux ont été développés [ 2 ] ; dans cet article nous présentons les avancées récentes sur les sources non-linéaires de paires de photons intriqués basées sur l ’ AlGaAs natif . Cette plateforme rassemble plusieurs atouts : elle présente des non-linéarités du second et du troisième ordre parmi les plus élevées des matériaux
Figure 2 . Courbes de corrélations obtenues en mesurant la détection de coïncidences entre les photons de la paire séparés à la sortie du guide et analysés avec des polariseurs linéaires . Les mesures sont effectuées en utilisant 2 bases différentes : HV ( DA ) correspondant respectivement à un polariseur orienté avec axe de transmission horizontal ( diagonal ) et l ’ autre avec axe formant un angle θ par rapport au premier . Cela permet de montrer que l ’ intrication existe indépendamment de la base choisie pour effectuer la mesure ( figure adaptée de [ 5 ]).
GÉNÉRATION D ’ ÉTATS INTRIQUÉS LARGE BANDE AVEC DES GUIDES AlGaAs Dans le processus de conversion paramétrique , les photons d ' un faisceau laser de pompe d ' énergie ħω p sont convertis de manière probabiliste en paires de photons , généralement appelés signal et complémentaire , d ' énergie ħω s et ħω c , respectivement . Pour obtenir une efficacité de conversion maximale lors du processus , l ' énergie doit être conservée ainsi que le vecteur d ’ onde des modes optiques en interaction ( condition d ’ accord de phase ). Dans le cas présent , la différence de vitesse de phase due à la dispersion chromatique est compensée par l ’ ingénierie des modes en interaction : deux miroirs de Bragg assurent à la fois le confinement par bande interdite photonique pour un mode de Bragg transverse électrique ( TE ) autour de λ p = 775 nm et par réflexion totale interne pour les modes fondamentaux transverse électrique ( TE ) et transverse magnétique ( TM ) autour de λ s , c = 1550 nm
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D ’ autres processus de conversion impliquant des photons de polarisation différente peuvent aussi se produire à des longueurs d ’ onde différentes , du fait de la forme du tenseur non-linéaire de l ’ AlGaAs .
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