利用超构表面增强0.3B00量子比特间的纠缠0.Vacuum (x10)0.015Normalizedtime原理：第一个比特发出可达90%的光通过超构表面聚焦在第二个量子比特上，1.01.0F5μmCIm(E/E)0.80.60.60.4ON0.20.2Re(E/E)0.001015520Distance,d/,Metasurface-MediatedQuantumEntanglementPankaj K Jha,+$ Nir Shitrit,+$ Jeongmin Kim, Xuexin Ren, Yuan Wang, and Xiang Zhang*tACSPhotonics2018,5,971-9766
6 利用超构表面增强 量子比特间的纠缠 原理：第一个比特发出 的光通过超构表面聚焦在第二个量子比特上，可达90%
5.5.2量子光源超构表面上的hBNplasmonic NP arraysilicon substrateDMMAfiImPurcell效应401.0Dnsbneemitie0.8quantum emitters in 2DCoupiedemit15x1030Plasmonicres0.6(wrf).85hexagonal boron nitride0.410.2（hBN）（六角氮化硼）0.010可以看到：正常的和耦合的emitters荧光谱线不同10.7070060065075020301040Distance (μm)Wavelength (nm)dnslineemttne)gC0.0-60-40-20020ao6102aDelay time (ns)Delay time (ns)Deterministic Coupling of Quantum Emitters in 2D Materials toPlasmonicNanocavityArraysToan Trong Tran, Danqing Wang, Zai-Quan Xu, Ankun YangMilos Toth,tTeri W. Odom,t.s.land Igor Aharonovich.tNanoLett.2017,17,2634-2639
7 quantum emitters in 2D hexagonal boron nitride (hBN) （六角氮化硼） 可以看到：正常的和耦合 的emitters荧光谱线不同 超构表面上的 Purcell 效应 5.5.2 量子光源
通过超构表面产生圆偏振的高方向性的单光子hydrogensilsesquioxane（HSQ）氢硅酸盐类超构表面设计+linearpolarizedNVcenter2PabHSQSiO2AgC21T2m3m/23m/2(e)eAngle(rad)PhaseT/2/2Angle 0150250300200350400Width w (nm)150 nmthick HSQ width-varying nanoridges with theperiod P=550 nm20 nmthinSi0,spacer and a 200nmthick AgsubstrateMetasurface-Enabled GenerationofCircularlyPolarizedSinglePhotonsAdv.Mater.2020,32,1907832Yinhui Kan,Sebastian K.H.Andersen,FeiDing,*ShaileshKumar,ChangyingZhao,8andSergeyI.Bozhevolnyi*
8 hydrogen silsesquioxane (HSQ) 氢硅酸盐类 通过超构表面产生圆偏振的高方向性的单光子 超构表面设计 + linear polarized NV center
用共振超构表面的SPDC过程上产生窄线宽光子对Spontaneousdegenerateconversion在锯酸锂衬底上设计超构表面的电共振和磁共振，利原理：用共振模式的局域场增强提高光子对的产率和线宽变窄lithium niobate (LN) and gallium phosphide (GaP)ww200x128aJnpatternedBafilm:MetasurfaceJnou1500155016001650E/IEWavelength (nm)PhotonPairsfrom ResonantMetasurfacesNanoLett.2021,21,4423-4429Tomas Santiago-Cruz,Anna Fedotova,Vitaliy Sultanov, Maximilian A Weissflog, Dennis ArslanMohammadreza Younesi,ThomasPertsch,Isabelle Staude,Frank Setzpfandt,and Maria Chekhova9
9 用共振超构表面的SPDC过程上产生窄线宽光子对 Spontaneous degenerate conversion 原理：在铌酸锂衬底上设计超构表面的电共振和磁共振，利 用共振模式的局域场增强提高光子对的产率和线宽变窄 lithium niobate (LN) and gallium phosphide (GaP)
(a)(b)(c)其它超构表面LCPRCPXX中的量子光源利透意SiO.OD金刚石SiO.NOA61玻璃d(eGaSio.布拉格环(CBR-HBR)结构（a）基于CBR-HBR的量子点纠缠光源图1基于超构表面的量子发光体光源b）自旋按需调控的双焦点超构透镜量子点辐射叫，（c）超构透镜对单NV色心单光子源的辐射调控5（d）嵌入量子点的微环谐振腔产生携带OAM量子叠加态的单光子源：（e）超构表面诱发二维hBN单光子辐射20浅谈超构表面在量子光学中的应用and references therein祝世宁物律·50卷（2021年）5期308李林程亚210
10 and references therein. 其它超构表面 中的量子光源