Nonlinear quantum photonics serves as a cornerstone in the realm of photonic quantum technologies including photonic quantum compusing and quantum communication. The emergence of silicon pho- tonics platform not only offers the advantage of large-scale manufacturing but also provides a variety of engineering controls. To fully harness the potential of this platform, a comprehensive simulation framework is essential. Such a framework should be capable of accommodating features like adiabatic waveguide, material anisotropy, and linear optics. In this context, we introduce a simulation framework designed to accurately simulate these critical aspects. Furthermore, utilizing this framework, we have developed a novel device. This design integrates a cascaded nonlinear component with temporal walk-off compensation, exhibiting several advantageous features. Notably, it demonstrates the ability to enhance the squeezing parameter without the need for increased input energy.
비선형 양자 광학은 광학 양자 컴퓨팅, 양자 통신 등의 광학 양자 기술 분야에서 핵심적인 역할을 수행해 왔다. 집적 광학의 등장으로 광학 양자 소자의 대량 생산이 가능해졌을 뿐만 아니라, 더욱 다양하고 복잡한 방법으로 이 소자들을 엔지니어링할 수 있게 되었다. 비선형 양자광학에서 집적 광학의 요소들을 충분히 활용하기 위해서는 아디아바틱 도파로, 물질의 비등방성 그리고 선형 광학 소자 등을 시뮬레이션 할 수 있어 야 한다. 이러한 배경에서 우리는 위에 언급된 요소들을 모두 정확하게 시뮬레이션 할 수 있는 시뮬레이션 프레임워크를 개발하고, 여러 측면에서 검증하였다. 뿐만 아니라, 이를 이용해 새로운 소자 설계를 제안하고 분석하였다. 제안된 소자는 여러개의 비선형 양자 소자가 시간적 멀어짐 보상 회로를 통해 연결되어 있는 것으로서 여러 응용 분야에서 장점이 있다. 특히 사용하는 에너지를 증가시키지 않고 양자 압축 광원의 밝기를 올릴 수 있다는 특징이 있다.
