量子変換器ための微小モードフォノン－フォトン結合共振器の開発

量子转换器小模声子-光子耦合谐振器的研制

• 批准号: 22K13987
• 负责人: 佐々木 遼
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K13987/
• 关键词: 量子変換器; 表面弾性波; 光共振器; リング共振器; 超伝導回路; ハイブリッド量子系; 量子情報; 光変調器; 音響導波路

高効率な変換器を実現するためには，高いQ値を持ちながら音波と光が小さい領域で結合するような共振器の開発が必要となる．昨年度は以下のような課題について研究を行なった．（1）表面弾性波共振器の高Q値化と微小化：音波共振器として圧電薄膜を用いた表面弾性波共振器を作製し，100mK以下での測定を行ったところ室温環境下と比較してQ値の向上が観測された．この要因として電極の超伝導化による電気抵抗とフォノンーフォノン散乱由来のロスの抑制によるものであると明らかにした．また共振モードの微小化を達成するために光共振器のガウシアンビームを模倣した収束型の表面弾性波共振器を作製し実際にGHz領域の共振ピークを観測することに成功した．（2）光共振器の作製と評価：フォトニックリング共振器とフォトニッククリスタル共振器を音波共振器と結合可能な圧電薄膜上に作製し，その評価を行ったところリング共振器では10万オーダーのQ値が得られ，開発初期段階ながらも高い性能のデバイスが作ることができた．また光学系からチップへの光信号の導入には低温環境下での評価を見越してグレ-ティングカプラを採用し，その波長依存性などを調べた．（3）リング型フォノン共振器の作製と評価：表面弾性波共振器とは別の構造の音波共振器としてリング共振器の開発を行った．幅2um程度の導波路に基づく微小なリング共振機を作製し測定すると，2GHz程度のマイクロ波領域に共振器内を周回するモードの共振器ピークを観測することができた．

High rate of unseen な - changer を be presently す る た め に は, high い Q numerical を holding ち な が ら sonic と light が small さ で い field combining す る よ う な resonator の open 発 が necessary と な る. The following ような ような research topics に ような て て て て for the previous year studied を lines なった. 弾 sex (1) surface wave resonator の high Q numerical と miniaturization: ultrasonic resonator と し て 圧 を electric film with い 弾 sex た surface wave resonator system し を, below 100 mk で の measurement line を っ た と こ ろ と room temperature environment more し て Q numerical の upward が 観 measuring さ れ た. こ の by と し て の super 伝 electrode conductivity change に よ る electric 気 resistance と フ ォ ノ ン ー フ ォ ノ ン scattered origin の ロ ス の inhibit に よ る も の で あ る と Ming ら か に し た. ま た resonance モ ー ド の を achieve miniaturization す る た め に optical resonator の ガ ウ シ ア ン ビ ー ム を imitate し た 収 beam type 弾 sex の surface wave resonator を cropping し be interstate に の GHz field resonance ピ ー ク を 観 measuring す る こ と に successful し た. (2) Manufacturing of optical resonators と review 価 : フ ォ ト ニ ッ ク リ ン グ resonator と フ ォ ト ニ ッ ク ク リ ス タ ル resonator を sonic resonator と combination may な 圧 electric membrane system し に, そ の review 価 を line っ た と こ ろ リ ン グ resonator で は 100000 オ ー ダ ー の Q numerical が have ら れ, open early 発 Duan Jie な が ら も い high performance の デ バ イ ス が as る こ と が で き た. ま た optics か ら チ ッ プ へ の optical signal の import に は cryogenic environment で の review 価 を see more し て グ レ - テ ィ ン グ カ プ ラ を USES し, そ の wavelength dependence な ど を adjustable べ た. Type (3) リ ン グ フ ォ ノ ン resonator の cropping と review 価 : surface wave resonator 弾 sex と は don't の tectonic の sonic resonator と し て リ ン グ resonator の open 発 を line っ た. Picture 2 um degree の に guided wave road base づ く tiny な リ ン グ し determination of the resonance machine を cropping す る と, degree of 2 GHZ の マ イ ク ロ wave field に resonator を within weeks back す る モ ー ド の resonator ピ ー ク を 観 measuring す る こ と が で き た.

项目成果

Quantitative optical imaging method for surface acoustic waves using optical path modulation

• DOI: 10.1103/physrevb.107.165416
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: R. Hisatomi;Kotaro Taga;R. Sasaki;Y. Shiota;T. Moriyama;T. Ono

Small-mode-volume surface acoustic wave resonator in LiNbO3 film on Sapphire

蓝宝石上 LiNbO3 薄膜小模体积声表面波谐振器

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryo Sasaki;Rekishu Yamazaki;Yuya Yamaguchi;Ryusuke Hisatomi;Koji Usami;Yasunobu Nakamura
• 通讯作者: Yasunobu Nakamura