論文の概要: Graphene as a source of entangled plasmons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.14917v2
• Date: Wed, 15 Jun 2022 20:19:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-10 01:05:00.085913
• Title: Graphene as a source of entangled plasmons
• Title（参考訳）: 絡み合ったプラズモンの源としてのグラフェン
• Authors: Zhiyuan Sun, D. N. Basov, M. M. Fogler
• Abstract要約: グラフェン中のテラヘルツ赤外域における量子絡み合ったプラズモンの対を生成するためのスキームを解析する。 我々は,単層グラフェンの高プラズマ場濃度と強い光非線形性により,従来のフォトニックソースよりもペア生成速度がはるかに高いことを予測した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We analyze nonlinear optics schemes for generating pairs of quantum entangled plasmons in the terahertz-infrared range in graphene. We predict that high plasmonic field concentration and strong optical nonlinearity of monolayer graphene enables pair-generation rates much higher than those of conventional photonic sources. The first scheme we study is spontaneous parametric down conversion in a graphene nanoribbon. In this second-order nonlinear process a plasmon excited by an external pump splits into a pair of plasmons, of half the original frequency each, emitted in opposite directions. The conversion is activated by applying a dc electric field that induces a density gradient or a current across the ribbon. Another scheme is degenerate four-wave mixing where the counter-propagating plasmons are emitted at the pump frequency. This third-order nonlinear process does not require a symmetry-breaking dc field. We suggest nano-optical experiments for measuring position-momentum entanglement of the emitted plasmon pairs. We estimate the critical pump fields at which the plasmon generation rates exceed their dissipation, leading to parametric instabilities.
• Abstract（参考訳）: グラフェンのテラヘルツ赤外範囲で量子絡み合ったプラズモン対を生成する非線形光学スキームの解析を行った。 我々は,単層グラフェンの高プラズマ場濃度と強い光非線形性により,従来のフォトニックソースよりもペア生成速度がはるかに高いことを予測した。 まず,グラフェンナノリボンの自発的パラメトリックダウン変換法について検討した。 この2階非線形過程では、外部ポンプによって励起されたプラズモンは、逆方向に放出される元の周波数の半分の1対のプラズモンに分裂する。 変換は、リボンを横切る密度勾配または電流を誘導するdc電場を適用することで活性化される。 もう一つのスキームは、逆伝播プラズモンをポンプ周波数で放出する4波長混合である。 この3次非線形過程は対称性破壊dc場を必要としない。 発光プラズモン対の位置モメンタムエンタングルメントを測定するためのナノ光学実験を提案する。 プラズモン生成速度が放散量を超える臨界ポンプ場を推定し,パラメトリック不安定性をもたらす。

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