摘要：高质量薄膜生长：以氮化镓量子光源芯片为例，需要在蓝宝石等衬底上生长高质量的氮化镓晶体薄膜。由于衬底和氮化镓的晶体结构存在差异，容易产生晶格失配，通常要加入缓冲层来减少薄膜缺陷，提高晶体质量。

量子光源芯片的制作过程涉及多种关键技术，以下是一些主要的方面：

材料生长技术

- 高质量薄膜生长：以氮化镓量子光源芯片为例，需要在蓝宝石等衬底上生长高质量的氮化镓晶体薄膜。由于衬底和氮化镓的晶体结构存在差异，容易产生晶格失配，通常要加入缓冲层来减少薄膜缺陷，提高晶体质量。

- 量子点材料生长：对于基于量子点的量子光源芯片，要精确控制量子点的生长尺寸、密度和分布均匀性等。例如通过分子束外延、金属有机化学气相沉积等技术，精确控制原子或分子的沉积速率和生长条件，以获得性能优良的量子点材料。

光刻与刻蚀技术

- 电子束曝光：利用电子束在光刻胶上绘制出所需的微纳结构图案，其具有极高的分辨率，能够实现纳米级别的图案精度，可用于定义量子光源芯片中的波导、微腔等关键结构。

- 干法刻蚀：通过等离子体等手段对材料进行刻蚀，以形成精确的三维微纳结构。在氮化镓量子光源芯片制备中，需精确控制刻蚀参数，如刻蚀气体种类、流量、功率等，以实现对氮化镓波导等结构的高精度刻蚀，同时减少对材料表面和侧壁的损伤，降低散射损耗。

量子辐射子定位与耦合技术

- 超分辨成像：如中山大学团队提出的超分辨和高光谱快照式荧光成像技术，能同时对大量量子点进行高精度的空间定位和光谱分辨，精度分别达到15nm和0.4nm，为量子辐射子与微纳光子结构的确定性耦合提供了基础。

- 精确耦合技术：将量子辐射子与微纳光子结构精确耦合，如将量子点与微腔、波导等结构进行精确对准和耦合，使量子辐射子产生的光子能够高效地耦合到光子结构中传输，提高量子光源的出射效率和性能。

光场调控技术

- 片上光场调控：在芯片内部，通过设计和制备特殊的微纳结构，如光子晶体、表面等离子体结构等，对光的传播、偏振、相位等特性进行精确调控，以实现量子光源的特定功能，如产生纠缠光子、实现特定波长的光发射等。

- 片外光场整形：对于一些需要与外部光场进行交互的量子光源芯片，要通过片外的光学元件和技术，如透镜、反射镜、空间光调制器等，对出射光场进行整形和调控，以满足实际应用的需求，如在量子纠缠涡旋光发射芯片中，需对涡旋光场进行精确调控。

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来源：科学新黑洞