Skip to main content
Weiter zur Homepage der Europäischen Kommission (öffnet in neuem Fenster)
Deutsch de
CORDIS - Forschungsergebnisse der EU
CORDIS

Generation of Nonclassical States of Light in Silicon Nitride Photonics by Second-Order Nonlinearity

Projektbeschreibung

Quantenlicht auf Siliziumchips bringen

Quantenlichtquellen sind für die Technologien der nächsten Generation unverzichtbar, aber ihre Integration in kompakte, skalierbare Chips bleibt eine Herausforderung. Siliziumnitrid (SiN), ein bewährtes Photonikmaterial, weist eine entscheidende Eigenschaft (Nichtlinearität zweiter Ordnung) auf, die für die effiziente Erzeugung von Quantenlicht gebraucht wird. Das Team des innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts GLINT erforscht eine vielversprechende Lösung: die Anwendung einer „rein optischen Polung“, um diese Nichtlinearität in SiN auszulösen, wodurch eine hocheffiziente Quantenlichterzeugung direkt auf dem Chip möglich wird. Im Mittelpunkt stehen Mikroringresonatoren, um eine chipbasierte Quelle für schmalbandiges Quantenlicht zu modellieren, herzustellen und zu erproben und letztlich einen Konzeptnachweis für die Quantenkommunikation vorzulegen. Im Erfolgsfall könnte die Arbeit von GLINT einen neuen Weg für skalierbare, CMOS-kompatible quantenphotonische Schaltungen weisen.

Ziel

Harnessing the quantum properties of light on-chip is the ultimate aim of Integrated Quantum Photonics, bearing the promise of novel quantum technology functionalities to the microscale. A critical step in this process is the generation of quantum light, typically achieved through nonlinear processes such as spontaneous parametric down-conversion (SPDC) in second-order (χ(2)) nonlinear media or spontaneous four-wave mixing (SFWM), through the third-order (χ(3)) response. While the silicon nitride (SiN) integrated photonics platform has proven extremely reliable, low-loss, and compatible with large scale fabrication, its centrosymmetric nature of SiN prevents χ(2) interactions, hindering the implementation of low-noise, highly efficient SPDC-based sources. Lithium Niobate and III-V materials are valid alternatives, but they lack the technological maturity provided by the CMOS fabrication process. Recent research has shown that the coherent photogalvanic effect can endow SiN with a χ(2) response, a photoinduced nonlinearity that automatically satisfies the quasi-phase matching condition, enabling highly efficient frequency conversion. Such “all-optical poling” technique has proven suitable to enable a wide range of functionalities based on χ(2) interactions. The purpose of GLINT is to investigate the potential of all-optical poling in SiN for the generation of quantum light via χ(2) processes. The project will specifically focus on the study of SiN microring-resonator-based SPDC sources, owing to their capability to enhance the efficiency of spontaneous processes and to generate, thanks to their peculiar spectral response, narrow-band states. This will be achieved by i) theoretically modelling a resonator-based SPDC source ii) realizing a chip-scale prototype using commercial-grade technology and providing a full characterization of the generated quantum states iii) demonstrating a proof-of-concept quantum communication protocol using the developed chip-scale source.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PAVIA
Netto-EU-Beitrag
€ 193 643,28
Adresse
STRADA NUOVA 65
27100 Pavia
Italien
Region
Nord-Ovest Lombardia Pavia
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten