[发明专利]具有应变诱导电光材料的集成的微波到光单光子换能器

权利要求书

1.一种换能器，包括：

具有腔的衬底，所述腔具有支持输入信号的频率处的回音壁模式的直径；

所述腔中的聚焦结构，被配置为聚焦输所述入信号的电；以及

直接位于所述聚焦结构下方的谐振器，所述谐振器具有晶体结构，当暴露于电场时所述晶体结构产生电光效应，其中所述输入信号的电场通过所述电光效应调制所述谐振器中的输出信号。

2.根据权利要求0所述的换能器，其中所述腔是圆柱形的，并且所述聚焦结构是与所述腔同轴的中心引脚。

3.根据前述权利要求中任一项所述的换能器，还包括超导膜，所述超导膜直接形成在所述腔的内表面上和所述聚焦结构的外表面上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中所述谐振器由第一材料形成，所述第一材料在顶表面中具有凹槽，在所述凹槽中形成有第二材料，其中所述第二材料在所述第一材料的晶体结构中产生应变以在所述谐振器中产生电光效应。

5.根据权利要求4所述的换能器，其中所述谐振器包括光盘结构。

6.根据权利要求4所述的换能器，其中所述谐振器包括光环结构。

7.根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中，所述聚焦结构是圆柱形引脚，所述圆柱形引脚包括面向所述谐振器的表面，所述表面具有沿着外圆周的脊。

8.根据前述权利要求中任一项所述的换能器，还包括位于所述光谐振器下方的第二腔，所述第二腔具有与所述衬底中的腔相同的直径。

9.根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中所述腔与微波频率处的回音壁模式共振，并且所述谐振器在光频率处共振。

10.一种量子计算设备，包括：

量子比特，被配置为在第一频率处提供第一信号；以及

耦合到所述量子比特的根据权利要求1至9中任一项所述的换能器。

11.一种用于形成换能器的方法，包括：

通过在谐振器材料上沉积应变材料以使谐振器材料的晶体结构应变以在暴露于电场时产生电光效应，在第一衬底上制造以第一频率谐振的谐振器；

制造具有腔的第二衬底，所述腔具有支持第二频率处的回音壁模式的直径；以及

在所述第一衬底上对准所述第二衬底，使得微波腔中的聚焦结构与光谐振器对准。

12.根据权利要求1所述的方法，其中制造所述谐振器包括：

图案化所述谐振器以形成凹槽；以及

将所述应变材料沉积在所述凹槽中。

13.根据权利要求11或12所述的方法，还包括在所述腔中沉积超导膜。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，还包括在所述聚焦结构的面向所述谐振器的表面的外边缘上形成脊。