통합 양자 간섭계는 광자 상태를 고정밀로 조작하고 측정할 수 있는 유망한 경로를 제공해 왔으며, 광 손실이 거의 없어야 하고, 광대역이어야 하며, 견고한 제작 공차를 갖추어야 하고, 또한 확장성(scalability)이 필요하다. 본 논문에서는 박막 니오브산 리튬(TFLN) 기반 플랫폼에서 통합 양자 간섭계를 구현하기 위한 설득력 있는 해결책으로서 신속한 비단열 결합기(RAC)를 제시한다. 이를 통해 소형화된, 광대역이며 저손실인 광 결합기를 구현할 수 있다. TFLN 기반 RAC는 구조를 따라 곡률(curvature)을 조작함으로써 고유 이방성(inherent birefringence)과 제작으로 인한 경사진 측벽(fabrication-induced slanted sidewalls)을 고려하여 면밀하게 설계하였다. RAC 기반 마흐–젠더 간섭계(MZI)에서 1500~1600 nm의 파장 범위에 걸쳐 20 dB를 초과하는 높은 소광비(high extinction ratio)가 달성되었다. 빔 스플리터(BS)의 균형 분할 비율(balanced splitting ratio)을 활용하여, 높은 가시도(99.25%)를 갖는 온칩(on-chip) 홍–오–만델(Hong–Ou–Mandel, HOM) 간섭을 관찰하였다. 우리는 TFLN 기반 RAC가 통합 양자 간섭계에 유리하게 활용될 큰 잠재력을 지니며, 통합 양자 광학(integrated quantum optics) 분야의 다양한 응용에서 널리 채택되는 것을 가능하게 할 것이라고 믿는다.

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