論文の概要: High-fidelity spatial mode transmission through a 1-km-long multimode fiber via vectorial time reversal

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.09883v3
• Date: Thu, 25 Mar 2021 14:15:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-28 11:42:51.505064
• Title: High-fidelity spatial mode transmission through a 1-km-long multimode fiber via vectorial time reversal
• Title（参考訳）: ベクトル時間反転による1km長マルチモードファイバによる高忠実度空間モード伝送
• Authors: Yiyu Zhou, Boris Braverman, Alexander Fyffe, Runzhou Zhang, Jiapeng Zhao, Alan E. Willner, Zhimin Shi, Robert W. Boyd
• Abstract要約: 長い多モードファイバのベクトル時間反転技術を開発し,実験的に実証した。 210 Laguerre-GaussモードとHermite-Gaussモードの80%以上の平均モード忠実度は、不安定な1km長繊維上のベクトル時間反転を用いて得られる。 また,多モード長繊維上での実用的でスケーラブルな空間モード多重化量子通信プロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 51.28090008093831
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The large number of spatial modes supported by standard multimode fibers is a promising platform for boosting the channel capacity of quantum and classical communications by orders of magnitude. However, the practical use of long multimode fibers is severely hampered by modal crosstalk and polarization mixing. To overcome these challenges, we develop and experimentally demonstrate a vectorial time reversal technique, which is accomplished by digitally pre-shaping the wavefront and polarization of the forward-propagating signal beam to be the phase conjugate of an auxiliary, backward-propagating probe beam. Here, we report an average modal fidelity above 80% for 210 Laguerre-Gauss and Hermite-Gauss modes by using vectorial time reversal over an unstabilized 1-km-long fiber. We also propose a practical and scalable spatial-mode-multiplexed quantum communication protocol over long multimode fibers to illustrate potential applications that can be enabled by our technique.
• Abstract（参考訳）: 標準マルチモードファイバによってサポートされている多くの空間モードは、量子通信や古典通信のチャネル容量を桁違いに増やす有望なプラットフォームである。 しかし, 長い多モード繊維の実用化は, クロストークと偏光混合によって著しく妨げられている。 これらの課題を克服するため,我々は,前方伝播信号ビームの波面と偏光を,補助的な後方伝播プローブビームの位相共役となるようにディジタル的にプリシェープし,ベクトル時間反転法を考案し,実験的に実証する。 本稿では,210 Laguerre-GaussモードとHermite-Gaussモードの80%以上のモード忠実度を,不安定な1km長繊維上のベクトル時間反転を用いて報告する。 また,本手法により実現可能な可能性を示すため,多モード長繊維上の実用的でスケーラブルな空間モード多重化量子通信プロトコルを提案する。

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