論文の概要: A silicon source of heralded single photons at 2 $\mu$m

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.01031v1
• Date: Mon, 2 Aug 2021 16:42:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 03:00:56.093043
• Title: A silicon source of heralded single photons at 2 $\mu$m
• Title（参考訳）: 2$\mu$mの1光子のシリコン源
• Authors: S. Signorini, M. Sanna, S. Piccione, M. Ghulinyan, P. Tidemand-Lichtenberg, C. Pedersen and L. Pavesi
• Abstract要約: 我々は、シリコンチップ上で、中赤外域でヘラルド化された単一光子を生成するための新しいアプローチを実証した。 標準のCバンドポンプを使用することで、モード間自発4波混合により1259.7nmのヘラルドアイドラーの生成が可能となる。 我々は中赤外検出器やレーザー源を必要とせずに中赤外光源を運用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Mid infrared integrated quantum photonics is a promising platform for applications in sensing and metrology. However, there are only few examples of on-chip single photon sources at these wavelengths. These have limited performances with respect to their C-band counterparts. In this work, we demonstrate a new approach to generate heralded single photons in the mid infrared on a silicon chip. By using a standard C-band pump, the inter-modal spontaneous four wave mixing enables the generation of the herald idler at 1259.7 nm and the heralded signal at 2015 nm. The idler photon is easily detected with a common infrared single photon detector while the signal photon is upconverted to the visible before its detection. In this way, we are able to operate a mid infrared source without the need of mid infrared detectors and laser sources. By measuring a heralded $g^{(2)}$ of $0.23 \, \pm \, 0.08$ we demonstrate the single photon behaviour of the source as well as the feasibility of multi-photon coincidence measurements beyond 2 $\mu$m with our setup. The source exhibits a high intrinsic heralding efficiency of $(59 \, \pm \,5)\%$, a maximum coincidence to accidental ratio of $40.4 \, \pm \, 0.9$ and a generation probability of $\left( 0.72 \, \pm \, 0.10 \right)$ W$^{-2}$.
• Abstract（参考訳）: 中赤外集積量子フォトニクスはセンシングとメトロロジーの応用に有望なプラットフォームである。 しかし、この波長でのオンチップ単一光子源の例はわずかである。 Cバンドでの演奏は限られている。 そこで本研究では,シリコンチップ上の中赤外域でヘラルド単一光子を生成する新しい手法を提案する。 標準的なcバンドポンプを使用することで、モード間自発4波混合により、1259.7nmのヘラルドアイドラーと2015 nmのヘラルド信号を生成することができる。 アイドラー光子は共通の赤外線単一光子検出器で容易に検出され、信号光子は検出前に可視に逆変換される。 このようにして、中赤外検出器やレーザー源を必要としない中赤外光源を動作させることができる。 g^{(2)}$$ 0.23 \, \pm \, 0.08$ の群を測ることで、ソースの単一光子挙動と、設定によって2$\mu$mを超える多重光子偶然測定の実現可能性を示す。 情報源は、$(59 \, \pm \,5)\%$の固有棚上げ効率が高く、偶然比が40.4 \, \pm \, 0.9$の最大一致と、$\left(0.72 \, \pm \, 0.10 \right)$ W$^{-2}$の生成確率を示す。

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