Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

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

Opis projektu

Wprowadzanie kwantowego światła do układów scalonych

Kwantowe źródła światła są niezbędne dla technologii nowej generacji, jednak prawdziwym wyzwaniem jest ich integracja na kompaktowych, skalowalnych chipach. Azotek krzemu (SiN), materiał o sprawdzonych zaletach dla fotoniki, niestety nie posiada istotnej właściwości, jaką jest nieliniowość drugiego rzędu, potrzebna do efektywnego wytwarzania światła kwantowego. Korzystając ze wsparcia programu działań „Maria Skłodowska-Curie”, zespół projektu GLINT bada możliwości obiecującego rozwiązania polegającego na wykorzystaniu techniki „polaryzacji metodą optyczną” (ang. all-optical poling) do wywołania tej nieliniowości w SiN, umożliwiając generowanie światła kwantowego z wysoką wydajnością bezpośrednio na układzie scalonym. Wykorzystując rezonatory mikropierścieniowe, naukowcy skupią się na modelowaniu, wytwarzaniu i testowaniu źródła wąskopasmowego światła kwantowego, opartego na chipie. Zwieńczeniem tych prac będzie weryfikacja słuszności koncepcji na potrzeby zastosowań w komunikacji kwantowej. Sukces zespołu projektu GLINT będzie oznaczał otwarcie nowej ścieżki dla skalowalnych, kompatybilnych z CMOS kwantowych obwodów fotonicznych.

Cel

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.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

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

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Koordynator

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PAVIA
Wkład UE netto
€ 193 643,28
Koszt całkowity
Brak danych