Reinraum und Fabrikation
Zur Fabrikation von integriert-optischen Chips haben wir Zugang zu modernen Reinraumanlagen (ISO5/6) im Gebäude P10 (PhoQS-Lab). Die technische Ausstattung ermöglicht die Herstellung integriert-optischer Schaltkreise sowohl in Dünnschicht-Lithiumniobat, als auch in Lithiumniobat-Volumenkristallen. Hierbei kann auf verschiedene Lithographieverfahren, z.B. Maskenlithographie, Laserstrahllithografie oder Elektronenstrahl-Lithographie, auf nasschemische und trockene Ätzverfahren zur Wellenleiterherstellung, auf Beschichtungsverfahren, sowie auf umfangreiche Methoden zur Charakterisierung der hergestellten Chips zurückgegriffen werden.
Weitere Informationen zur technischen Ausstattung sind auch auf den PhoQS-Webseiten zu finden.
Optische Labore
Wir verfügen über mehrere voll ausgestattete Charakterisierungs- und Quantenoptiklabore mit einer Temperaturstabilität von besser als einem halben Grad. Sie sind mit aktiv stabilisierten optischen Tischen ausgestattet, und die allgemeine Infrastruktur umfasst Einzelphotonendetektoren (sowohl APDs als auch SNSPDs), einzelphotonensensitive Spektrometer, schnelle Time-Tagger, optische Spektrumanalysatoren, optische Pulsformer sowie schnelle Elektronik. Mehrere Labore verfügen über akustisch isolierte Räume, in denen geräuschintensive Geräte wie Kompressoren untergebracht sind.
Laserquellen
Die Gruppe verfügt über zahlreiche Lasersysteme, die Wellenlängen vom blauen bis in den mittleren Infrarotbereich abdecken. Die Betriebsarten umfassen Dauerstrichbetrieb sowie gepulsten Betrieb im Piko- und Femtosekundenbereich mit Pulswiederholraten von Einzelpuls bis zu mehreren Gigahertz. Während modengekoppelte Lasersysteme in speziellen Laboren untergebracht sind, sind viele Diodenlaser portabel und werden projektübergreifend gemeinsam genutzt.
Einzelphotonendetektoren
Für die Durchführung von quantenoptischen Experimenten verfügen wir über eine große Anzahl an modernsten Einzelphotonendetektoren. Diese ermöglichen es uns bahnbrechende Experimente zu realisieren, wie den ersten photonischen Quantencomputer in Deutschland. Für die Charakterisierung von großen und komplexen Quantenzuständen verlassen wir uns nicht nur auf die große Anzahl an Detektoren, die uns zur Verfügung stehen, sondern entwickeln die Methoden zum Zählen von Photonen aktiv weiter [1]. Zusammen mit den anderen Bereichen der Arbeitsgruppe bietet sich so ein konstanter Innovationstrieb zwischen der Weiterentwicklung der Detektion von Quantenzuständen und der Weiterentwicklung unserer integrierten photonischen Quellen, um unseren geballten Fähigkeiten der Detektion und Erzeugung von quantenzuständen nach vorne zu bringen.
[1] T. Schapeler, et al., Electrical trace analysis of superconducting nanowire photon-number-resolving detectors, Phys. Rev. Applied 22, 014024 (2024)