Фотоны «по требованию»

14:20 09.07.2013

Компания «Фотонные Нано-Мета Технологии», резидент Инновационного центра «Сколково» с января 2013 г., реализует проект по созданию наноразмерного широкополосного источника одиночных фотонов.

За это время создана экспериментальная база по регистрации излучения одиночных фотонов NV- центрами наноалмазов. Размеры кристаллов от 20 до 140 нм. Количество NV - центров от 1 до 10 в одном нанокристалле. Возбуждение NV – центров осуществлялось накачкой непрерывного лазера на длине волны 532 нм.

В состав экспериментального стенда входит конфокальный микроскоп, система возбуждения и регистрации одиночных фотонов, позволяющая измерять корреляционную функцию источника излучения. Планируется оснащение импульсным пикосекундным лазером.

Проведены работы по выращиванию наноразмерных (50-100 нм) алмазных плёнок с контролируемой концентрацией VN- центров.

Начато изучение уникальных гиперболических метаматериалов, изготовленных на основе CMOS – совместимых плазмонных материалов. Общая толщина гиперметаматериала – 200 нм., количество металлических и диэлектрических слоёв - 40.

Проведено  широкомасштабное моделирование излучения NV - центров  в присутствии как простых гиперболических метаматериалов, так и метаматериалов с нанесенными на них наноантеннами. В результате было показано, что гиперматериалы второго типа с нанесенными на них диэлектрическими концентрическими кольцевыми наноантеннами действительно способны повысить скорость излучения фотонов как минимум в 10 раз.

Было проведено исследование влияния формы импульса возбуждения на эффективность поглощения фотонов NV - центрами в алмазах. Путем точных квантовоэлектродинамических расчетов показано, что  правильное профилирование импульса может вдвое повысить вероятность возбуждения атома и, таким образом, снизит  вдвое интенсивность накачки, что чрезвычайно важно для создания практического устройства.

Нашей главной целью является, разработка коммерческого наноразмерного широкополосного источника одиночных фотонов (Single-Photon Source - SPS) в конструктиве «чипа», генерирующего одиночные фотоны «по требованию» - т.е. в моменты времени, определяемые требованиями конкретного применения.

Составными элементами SPS, который мы разрабатываем, являются:
•   NV- центр окраски в алмазной наноструктуре;
•   гиперболический метаматериала - искусственно созданная наноструктура с заданными оптическими свойствами;
•   наноантенна и нановолновод.

Источником энергии для генерации фотонов служит оптическая накачка лазерными импульсами.

Мы ставим целью реализацию следующих свойств и параметров SPS:
•   генерация одного фотона на один лазерный импульс накачки;
•   генерация одиночного фотона по требованию с временем отклика системы 100 пикосекунд;
•   максимальная скорость излучения одиночных фотонов - 10 МГц;
•   размеры SPS, включая все составные элементы - несколько микрон;
•   диапазон длин волн излучаемых фотонов - 600-750 нм.

Мы приглашаем производителей импульсной лазерной техники к сотрудничеству в разработке и коммерциализации комплекса оптического оборудования, состоящего из генератора одиночных фотонов; импульсного лазера накачки; детектора одиночных фотонов для приложений в спектроскопии, биологии, материаловедении и квантовой обработке информации.

Контактный телефон в Москве: +7 (499)152-86-05. email:  info@photonanometa.com
Генеральный директор: Смолянинов Андрей Николаевич.

Информация предоставлена ООО «ФНМТ»