論文の概要: Submegahertz spectral width photon pair source based on fused silica
microspheres
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.13322v1
- Date: Mon, 25 Oct 2021 23:56:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-10 07:34:17.998677
- Title: Submegahertz spectral width photon pair source based on fused silica
microspheres
- Title（参考訳）: 溶融シリカ微粒子を用いたサブメガヘルツスペクトル幅光子対源
- Authors: Erasto Ortiz Ricardo, Cesar Bertoni Ocampo, M\'onica Maldonado
Terr\'on, Arturo Sanchez Zurita, Roberto Ramirez Alarc\'on, H\'ector Cruz
Ram\'irez, Rigoberto Castro Beltran and Alfred B. U'Ren
- Abstract要約: 高効率、サブMHz帯域幅の光子対発生器は、量子技術の分野を実験室のデモンストレーションから光子から原子への情報伝達を含む変換アプリケーションに移行することを可能にする。
超高品質(Q)溶融シリカマイクロスフィア共振器を用いて光子対発生器を形成する。
放射分布の信号-イドラー時間の測定から単一光子周波数コムにおける単一ピークのスペクトルプロファイルの抽出を実演する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: High efficiency, sub-MHz bandwidth photon pair generators will enable the
field of quantum technology to transition from laboratory demonstrations to
transformational applications involving information transfer from photons to
atoms. While spontaneous parametric processes are able to achieve high
efficiency photon pair generation, the spectral bandwidth tends to be
relatively large, as defined by phase-matching constraints. To solve this
fundamental limitation, we use an ultra-high quality factor (Q) fused silica
microsphere resonant cavity to form a photon pair generator. We present the
full theory for the SWM process in these devices, fully taking into account all
relevant source characteristics in our experiments. The exceptionally narrow
(down to kHz-scale) linewidths of these devices in combination with the device
size results in a reduction in the bandwidth of the photon pair generation,
allowing sub-MHz spectral bandwidth to be achieved. Specifically, using a pump
source centered around 1550nm, photon pairs with the signal and idler modes at
wavelengths close to 1540nm and 1560nm, respectively, are demonstrated. We
herald a single idler-mode photon by detecting the corresponding signal photon,
filtered via transmission through a wavelength division multiplexing channel of
choice. We demonstrate the extraction of the spectral profile of a single peak
in the single-photon frequency comb from a measurement of the signal-idler time
of emission distribution. These improvements in device design and experimental
methods enabled the narrowest spectral width (366kHz) to date in a heralded
single photon source basedon SFWM.
- Abstract（参考訳）: 高効率、サブmhz帯域幅の光子対発生器は、量子テクノロジーの分野を実験実験から光子から原子への情報転送を含む変換応用へと移行させる。
自然パラメトリックプロセスは高効率な光子対を生成することができるが、位相マッチングの制約によって定義されるように、スペクトル帯域幅は比較的大きい傾向にある。
この根本的な限界を解決するために、超高品質因子(q)融合シリカマイクロスフェア共振キャビティを用いて光子対発生器を形成する。
これらのデバイスでSWMプロセスの完全な理論を提示し、実験におけるすべての関連するソース特性を十分に考慮する。
これらのデバイスの非常に狭い(khzスケールまでの)ライン幅とデバイスサイズの組み合わせにより、光子対生成の帯域幅が減少し、サブmhzの帯域幅が達成される。
具体的には、1550nmを中心とするポンプ源を用いて、それぞれ1540nmと1560nmに近い波長で信号とアイドラーモードの光子対を示す。
我々は、波長分割多重化チャネルを介して伝送される対応する信号光子を検出することで、単一のアイドラーモード光子を得る。
放射分布の信号-イドラー時間の測定から単一光子周波数コムにおける単一ピークのスペクトルプロファイルの抽出を実証する。
これらのデバイス設計と実験手法の改善により、SFWMをベースとした単一の光子源において、最も狭いスペクトル幅(366kHz)が実現された。
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