中外高校携手首次实现最薄非线性量子光源，厚度低至46纳米。
记者6日从中国科学技术大学获悉，郭光灿院士团队教授与新加坡国立大学邱教授、郭博士合作，在二维材料非线性量子光源研究方面取得重大突破——首次实现厚度低至46纳米的超薄量子光源。
据悉，这是国际上报道的最薄的非线性量子光源。该研究成果近日发表在国际知名学术期刊《自然》上。
小型化和集成化是解决空间光量子系统稳定性差、不可扩展等问题的理想方案，也是光量子计算和量子通信走向大规模实用化的必由之路。作为量子光学系统不可或缺的一部分，量子光源的小型化一直是人们研究的重点。
二维材料具有稳定的层状晶体结构，但原子间的相互作用力要弱得多，因此被广泛应用于集成光子芯片的所有重要部件中。而普通二维材料单层厚度太薄，导致非线性信号强度低。
在这项研究中，合作者采用了一种新型的NbOCl2材料，它不仅具有普通单层二维材料所特有的高二阶非线性系数，更重要的是它的层间电子耦合弱，空间结构不对称。实验中使用404 nm波长的连续激光泵浦二维材料，收集下转换过程中产生的波长在808 nm左右的参量光。同时，合作者测量了参量光信号强度与二维材料厚度之间的关系，实验结果与理论预期相符。值得注意的是，实验证明厚度低至46 nm的材料也可用于制备量子光源，这是目前国际上报道的最薄的非线性量子光源。
研究人员认为，该研究不仅为光量子信息研究提供了集成量子光源，也为二维材料的非线性研究开辟了新的方向。
