Material Platform for integrated nonlinear optical devices
- Reference number
- ID23-0065
- Project leader
- Canalias, Carlota
- Start and end dates
- 240101-281231
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
The project combines basic research with photonic technology development to create integrated optical parametric amplifiers, as a crucial enabler for scalable quantum information processing. This is achieved through ground-up technology development on low-loss nonlinear KTiOPO4 (KTP) waveguide platform and efficient fiber interconnects, focusing on the material engineering of the interface. This project is a collaboration between Prof. C. Canalias at KTH who is a leading expert on non-linear crystals, and Nyfors Teknologi AB that is a leading manufacturer of fiber processing equipment. The goal of this project is to develop direct fiber-coupled KTiOPO4 (KTP) waveguides for quantum optical applications. This will be done by: •"Implementation of highly efficient and flexible waveguides in periodically poled KTP crystals •"Accurate design of the fiber-crystal interface for maximum mode-matching •"Material optimization for thermal management In this project we intend to combine processing tools for fiber optics with the advances in non-linear crystal engineering. We will extend the fiber processing tools to also process crystal materials. We will engineer fibers and crystal waveguides to minimize the optical losses, enhancing their functionality and robustness. This will be a significant improvement for several photonic applications, in particular we expect the proposed low-loss devices to become an enabling technology for scalable quantum photonics.
Popular science description
Detta projektet kombinerar grundforskning inom optik med teknikutveckling inom fiberoptik för att bygga integrerade optiska parametriska förstärkare. Dessa är viktiga komponenter för skalbar kvantteknologi. Detta uppnås genom utveckling av en icke-linjär vågledarplattform i KTiOPO4 (KTP) med låg förlust samt fibersvetsning med låg förlust, med fokus på gränssnittets materialteknik. Detta projekt är ett samarbete mellan Prof. C. Canalias vid KTH som är en ledande expert på icke-linjära kristaller, och Nyfors Teknologi AB som är en ledande tillverkare av fiberutrustning. Målet med detta projekt är att utveckla fiberkoppling med låga förluster av KTiOPO4 (KTP) vågledare för kvantoptiska tillämpningar. Detta kommer att göras genom att: •"Implementering av högeffektiva och flexibla vågledare i periodiskt polerade KTP-kristaller •"Design av gränssnittet mellan fiber och kristall för maximal matchning av de optiska moderna •"Materialoptimering för värmehantering I detta projekt avser vi att kombinera nya verktyg för fiberoptik med framstegen inom icke-linjär kristallteknik. Vi kommer att utöka fibersverktygen till att även kunna bearbeta kristallmaterial. Vi kommer att konstruera fibrer och kristallvågledare för att minimera de optiska förlusterna, förbättra deras funktionalitet och robusthet. Detta kommer att vara en betydande förbättring för flera fotoniska applikationer, i synnerhet förväntar vi oss att de låga förlusterna blir en möjliggörande teknik för skalbar kvantfotonik.