Les métasurfaces supportant des résonances à facteur de qualité élevé ont montré leur capacité à améliorer le processus de conversion paramétrique spontanée descendante (SPDC) et sont donc considérées comme une plateforme prometteuse pour la génération de paires de photons quantiques intriqués. Nous proposons une métasurface optique à facteur de qualité (Q) élevé et bande plate pour une génération efficace de lumière quantique via la SPDC. La structure, composée de nano-résonateurs GaAs périodiques sur SiO2, a été optimisée numériquement afin de réaliser une métasurface sans dispersion le long de l’axe Γ–Y près de la bande des télécommunications (∼1550 nm). Nos simulations montrent que la métasurface héberge deux modes quasi-états liés dans le continuum (q-BIC) avec des facteurs de qualité dépassant 10^9 ; la fusion intentionnelle des BICs entraîne un facteur Q élevé (>10^5) sur une plage finie de vecteurs d’onde dans le plan. Cette combinaison de fréquence de résonance indépendante de l’angle avec un facteur Q constamment élevé atténue la dégradation hors Γ typique des q-BICs à symétrie brisée. Ce design augmente la densité optique d’états et permet une collecte efficace des photons générés en utilisant une ouverture numérique élevée. Il est prévu que les dispositifs ainsi obtenus puissent être utilisés à la fois pour la génération de paires de photons quantiques et pour la génération classique non linéaire de seconde harmonique. Nos résultats démontrent des métasurfaces à bande plate et facteur Q élevé qui peuvent être fabriquées comme une voie compacte vers la photonique non linéaire et quantique intégrée.
Wu et al. (Jeu,) ont étudié cette question.