論文の概要: Generation of entangled photons via parametric down-conversion in semiconductor lasers and integrated quantum photonic systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.03528v3
• Date: Sun, 21 Nov 2021 21:08:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-19 03:12:03.149430
• Title: Generation of entangled photons via parametric down-conversion in semiconductor lasers and integrated quantum photonic systems
• Title（参考訳）: 半導体レーザーおよび集積量子フォトニックシステムにおけるパラメトリックダウンコンバージョンによる絡み合った光子の生成
• Authors: Mikhail Tokman, Yongrui Wang, Qianfan Chen, Leon Shterengas, Alexey Belyanin
• Abstract要約: 我々は、導波路モードのパラメトリックダウンコンバージョンに関する非摂動量子理論を開発する。 我々は、状態ベクトルの伝播方程式に基づく新しいアプローチで、量子化されたポンプ場に理論を拡張した。 我々の定式化は、様々な3波混合伝搬問題に適用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose and design a high-brightness, ultra-compact electrically pumped GaSb-based laser source of entangled photons generated by mode-matched intracavity parametric down-conversion of lasing modes. To describe the nonlinear mixing in highly dispersive and dissipative waveguides, we develop a nonperturbative quantum theory of parametric down-conversion of waveguide modes which takes into account the effects of modal dispersion, group and phase mismatch, propagation, dissipation, and coupling to noisy reservoirs. We extend our theory to the regime of quantized pump fields with a new approach based on the propagation equation for the state vector which solves the nonperturbative boundary-value problem of the parametric decay of a quantized single-photon pump mode and can be generalized to include the effects of dissipation and noise. Our formalism is applicable to a wide variety of three-wave mixing propagation problems. It provides convenient analytic expressions for interpreting experimental results and predicting the performance of monolithic quantum photonic systems.
• Abstract（参考訳）: モード整合型共振器内パラメトリックダウンコンバージョンにより生成する光子の高輝度・超コンパクト電気ポンピングGaSbレーザー源を設計・設計する。 高分散性および散逸性導波路における非線形混合を記述するために、モード分散、群および位相ミスマッチ、伝播、散逸、および無声貯留層への結合の影響を考慮した導波路モードのパラメトリックダウンコンバージョンに関する非摂動量子理論を開発した。 我々は、量子化された単光子ポンプモードのパラメトリック崩壊の非摂動境界値問題を解く状態ベクトルの伝搬方程式に基づく新しいアプローチにより、量子化されたポンプ場体制に拡張し、散逸とノイズの影響を包含するように一般化する。 我々の定式化は、様々な3波混合伝搬問題に適用できる。 実験結果の解釈とモノリシック量子フォトニクスシステムの性能予測に有用な解析式を提供する。

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