論文の概要: Towards 1% single photon nonlinearity with periodically-poled lithium niobate microring resonators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.07411v1
• Date: Wed, 15 Jul 2020 00:07:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-09 11:34:38.489923
• Title: Towards 1% single photon nonlinearity with periodically-poled lithium niobate microring resonators
• Title（参考訳）: 周期補間したニオブ酸リチウムマイクロリング共振器を用いた1%単一光子非線形性
• Authors: Juanjuan Lu, Ming Li, Chang-Ling Zou, Ayed Al Sayem, and Hong X. Tang
• Abstract要約: 周期的成膜したニオブ酸リチウムマイクロリング共振器は、第2高調波変換効率が5,000,000%/Wに達する。 対応する単光子結合速度は1.2MHzと推定される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.038794227842093
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The absence of the single-photon nonlinearity has been a major roadblock in developing quantum photonic circuits at optical frequencies. In this paper, we demonstrate a periodically-poled thin film lithium niobate microring resonator (PPLNMR) that reaches 5,000,000%/W second harmonic conversion efficiency---almost 20-fold enhancement over the state-of-the-art---by accessing its largest $\chi^{(2)}$ tensor component $d_{33}$ via quasi-phase matching. The corresponding single photon coupling rate $g/2\pi$ is estimated to be 1.2 MHz, which is an important milestone as it approaches the dissipation rate $\kappa/2\pi$ of best available lithium niobate microresonators developed in the community. Using a figure of merit defined as $g/\kappa$, our devices reach a single photon nonlinearity approaching 1%. We show that, by further scaling of the device, it is possible to improve the single photon nonlinearity to a regime where photon-blockade effect can be manifested.
• Abstract（参考訳）: 単一光子非線形性の欠如は、光周波数で量子フォトニック回路を開発する上で大きな障害となっている。 本稿では,2次高調波変換効率が5,000,000%/wに達し,最大値の$\chi^{(2)}$テンソル成分$d_{33}$を準位相マッチングで得ることで,周期的にポーリングした薄膜ニオブ酸リチウムマイクロリング共振器(pplnmr)を実証する。 対応する単一光子結合速度$g/2\pi$は1.2mhzと推定され、コミュニティで開発されたニオブ酸リチウムマイクロ共鳴器の散逸速度$\kappa/2\pi$に近づく重要なマイルストーンである。 g/\kappa$と定義されるメリットの図を用いて、デバイスは1%に近づく単一の光子非線形性に達する。 装置のさらなるスケーリングにより、単一光子非線形性を光子遮断効果を示す状態に改善できることが示されている。

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