學術活動
光學
固态體系腔量子電動力學的調控與應用
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主講人: 許秀來,中國科學院物理研究所
地點: 物理樓中樓212教室
時間: 2020年10月28日(周三) 15:10-18:00
主持 聯系人: 胡小永(62768705)
主講人簡介: 許秀來,中國科學院物理研究所研究員、課題組長,國家傑出青年科學基金獲得者。2005年于劍橋大學卡文迪許實驗室獲得博士學位,随後在日立劍橋實驗室先後擔任博士後研究員、終身研究員和高級研究員,同時兼任劍橋大學Clare Hall學院的Research Fellow。2011年入選中國科學院“人才引進計劃”。主要研究半導體納米體系的光電物理與器件,探索其在量子信息處理與自旋電子學中的應用。在Nature Physics, Physical Review Letters, Nano Letters, Light: Science & Applications和Laser & Photonics Review等雜志發表文章90餘篇。英國物理學會會士。2020年獲得國家傑出青年科學基金資助。

基于半導體量子點的光子晶體微腔-量子點耦合系統具有較小的衰減、較小的模式體積以及可以片上集成等優點,為實現固态量子光學網絡提供了理想的平台。我們設計并生長了尺寸較大,密度較低的量子點樣品,并通過優化光子晶體微腔的結構設計以及微加工制備工藝,得到了具有Q值高達12000的光子晶體微腔。利用其實現了量子點能級與微腔的共振,并觀測到了單個量子點中激子和雙激子态與微腔的強耦合,耦合強度高達130 μⅇV,實現了雙光子Rabi劈裂。随後,為實現微腔-量子點耦合系統中耦合強度的增益與高效調控,我們提出并設計了微腔-p-shell量子點的耦合系統,并首次在實驗上觀測到了單個量子點中p-shell能級激子與微腔的強耦合。同時在非偶極近似下,通過磁場調控量子點波函數,實現了對系統耦合強度的增益與調控,對實現可控量子光學網絡、量子計算有着重要的意義。進一步為了提高微腔的魯棒性,我們利用二階拓撲光子晶體上的拓撲角态實現了低阈值的拓撲激光,并通過與單量子點集成實現了單量子點與拓撲角态的弱耦合。一方面我們利用具有高點密度的量子點作為增益,實現了低阈值的拓撲激光,其阈值約為1μW,比目前利用拓撲邊界态的拓撲激光小三個數量級。另一方面,我們将拓撲微腔與低點密度的量子點集成,觀測到單量子點共振時熒光強度增強了約4倍,同時通過測量熒光壽命觀測到了自發輻射速率約1.3倍的增強,從而證實了單量子點與拓撲角态的弱耦合,為之後研究拓撲量子光學界面與集成打下基礎。