讲座题目🍨：固态腔量子电动力学体系的调控与应用 主讲人：许秀来 研究员 主持人：张诗按 教授 开始时间：2020-10-16 09:00:00 讲座地址：闵行校区光学大楼B325会议室 主办单位：精密光谱科学与技术国家重点实验室
报告人简介😔： 许秀来🧅，中国科学院物理研究所研究员、课题组长🙌🏼🦹🏿♀️。2005年于剑桥大学卡文迪许实验室获得博士学位🥩，随后在日立剑桥实验室先后担任博士后研究员👳🏻♀️🫙、终身研究员和高级研究员📦👳🏿♂️，同时兼任剑桥大学Clare Hall学院的Research Fellow🎯。2011年入选中国科学院“人才引进计划”🐧🥙。主要研究半导体纳米体系的低维光电物理与器件🔴，探索其在量子信息处理与自旋电子学中的应用。在Nature Physics, Physical Review Letters, Nano Letters, Light: Science & Applications和Laser & Photonics Review等杂志发表文章100余篇。英国物理学会会士🥣。
报告内容： 基于半导体量子点的光子晶体微腔-量子点耦合系统具有较小的衰减🫵🏼、较小的模式体积以及可以片上集成等优点，为实现固态量子光学网络提供了理想的平台𓀊。目前，利用光子晶体微腔与量子点已经实现了微腔与量子点能级的单光子Rabi振荡👨🏽🦲，但是由于耦合强度低以及量子点的双激子束缚能较大，其向多光子体系的扩展进程缓慢，因此提升耦合系统的性能一直是该领域的重点研究方向🙆🏼。为了提高耦合强度，降低双激子束缚能，我们设计并生长了尺寸较大，密度较低的量子点样品，并通过优化光子晶体微腔的结构设计以及微加工制备工艺，得到了具有Q值高达12000的光子晶体微腔。利用其实现了量子点能级与微腔的共振，并观测到了单个量子点中激子和双激子态与微腔的强耦合，耦合强度高达130 ，实现了双光子Rabi劈裂。随后，为实现微腔-量子点耦合系统中耦合强度的增益与高效调控，我们提出并设计了微腔-p-shell量子点的耦合系统，并首次在实验上观测到了单个量子点中p-shell能级激子与微腔的强耦合。同时在非偶极近似下🦔，通过磁场调控量子点波函数🚣🏻♂️🫄，实现了对系统耦合强度的增益（耦合强度高达210 ）与调控，对实现可控量子光学网络、量子计算有着重要的意义。 进一步为了提高微腔的鲁棒性，我们利用二阶拓扑光子晶体上的拓扑角态实现了低阈值的拓扑激光🧛🏽♂️，并通过与单量子点集成实现了单量子点与拓扑角态的弱耦合🥓。基于拓扑角态，我们设计并优化了二维拓扑光子晶体微腔，它具有高品质因子和低模式体积。在实验上，一方面我们利用具有高点密度的量子点作为增益🚫，实现了低阈值的拓扑激光，其阈值约为1μW🫰，比目前利用拓扑边界态的拓扑激光小三个数量级🧘🏽♀️，为纳米拓扑光学器件的发展和片上集成奠定了基础🙆🏻。另一方面🥳，我们将拓扑微腔与低点密度的量子点集成，观测到单量子点共振时荧光强度增强了约4倍，同时通过测量荧光寿命观测到了自发辐射速率约1.3倍的增强👭🏼，从而证实了单量子点与拓扑角态的弱耦合，为之后研究拓扑量子光学界面打下了基础。基于半导体量子点的光子晶体微腔-量子点耦合系统具有较小的衰减、较小的模式体积以及可以片上集成等优点，为实现固态量子光学网络提供了理想的平台。目前，利用光子晶体微腔与量子点已经实现了微腔与量子点能级的单光子Rabi振荡⏫，但是由于耦合强度低以及量子点的双激子束缚能较大🏇🏽，其向多光子体系的扩展进程缓慢，因此提升耦合系统的性能一直是该领域的重点研究方向📦🧑🏻🦼➡️。为了提高耦合强度，降低双激子束缚能，我们设计并生长了尺寸较大📚，密度较低的量子点样品，并通过优化光子晶体微腔的结构设计以及微加工制备工艺，得到了具有Q值高达12000的光子晶体微腔。利用其实现了量子点能级与微腔的共振，并观测到了单个量子点中激子和双激子态与微腔的强耦合，耦合强度高达130 μⅇV，实现了双光子Rabi劈裂。随后🤙，为实现微腔-量子点耦合系统中耦合强度的增益与高效调控，我们提出并设计了微腔-p-shell量子点的耦合系统↔️，并首次在实验上观测到了单个量子点中p-shell能级激子与微腔的强耦合。同时在非偶极近似下，通过磁场调控量子点波函数，实现了对系统耦合强度的增益（耦合强度高达210 μⅇV）与调控，对实现可控量子光学网络®️、量子计算有着重要的意义。 进一步为了提高微腔的鲁棒性，我们利用二阶拓扑光子晶体上的拓扑角态实现了低阈值的拓扑激光🏊🏽♂️，并通过与单量子点集成实现了单量子点与拓扑角态的弱耦合🐀。基于拓扑角态🧜🏽，我们设计并优化了二维拓扑光子晶体微腔，它具有高品质因子和低模式体积。在实验上🚴🏻🧜♀️，一方面我们利用具有高点密度的量子点作为增益💥，实现了低阈值的拓扑激光，其阈值约为1μW，比目前利用拓扑边界态的拓扑激光小三个数量级🤦🏼，为纳米拓扑光学器件的发展和片上集成奠定了基础。另一方面，我们将拓扑微腔与低点密度的量子点集成，观测到单量子点共振时荧光强度增强了约4倍🛡，同时通过测量荧光寿命观测到了自发辐射速率约1.3倍的增强🧝🏽♂️，从而证实了单量子点与拓扑角态的弱耦合，为之后研究拓扑量子光学界面打下了基础。 |
