論文の概要: A classical model of spontaneous parametric down-conversion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.03842v1
• Date: Tue, 11 Jan 2022 09:00:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-01 13:04:44.228298
• Title: A classical model of spontaneous parametric down-conversion
• Title（参考訳）: 自然パラメトリックダウン変換の古典的モデル
• Authors: Girish Kulkarni, Jeremy Rioux, Boris Braverman, Maria V. Chekhova, and Robert. W. Boyd
• Abstract要約: DFGプロセスから発生するフィールドのポンプ次相関がSPDCから信号フィールドのポンプ次相関を再現していることを解析的に示す。 理論的には、2階のSU(1,1)干渉誘導コヒーレンスを両方の利得系で捉えることに成功した。 我々のモデルは、SPDCと誘導コヒーレンスという文脈における古典量子分割に関する新しい基本的な洞察をもたらすだけでなく、SPDCに基づく多数の実験や応用に有用な理論ツールにもなり得る。
• 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 model spontaneous parametric down-conversion (SPDC) as classical difference frequency generation (DFG) of the pump field and a hypothetical stochastic "vacuum" seed field. We analytically show that the second-order spatiotemporal correlations of the field generated from the DFG process replicate those of the signal field from SPDC. Specifically, for low gain, the model is consistent with the quantum calculation of the signal photon's reduced density matrix; and for high gain, the model's predictions are in good agreement with our experimental measurements of the far-field intensity profile, orbital angular momentum spectrum, and wavelength spectrum of the SPDC field for increasing pump strengths. We further theoretically show that the model successfully captures second-order SU(1,1) interference and induced coherence effects in both gain regimes. Intriguingly, the model also correctly predicts the linear scaling of the interference visibility with object transmittance in the low-gain regime -- a feature that is often regarded as a quintessential signature of the nonclassicality of induced coherence. Our model may not only lead to novel fundamental insights into the classical-quantum divide in the context of SPDC and induced coherence, but can also be a useful theoretical tool for numerous experiments and applications based on SPDC.
• Abstract（参考訳）: 我々は,自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)を,ポンプ場の古典的差分周波数生成(DFG)および仮想確率的「真空」シードフィールドとしてモデル化した。 DFGプロセスから発生するフィールドの2次時空間相関がSPDCから信号フィールドの2次時空間相関を再現することを示した。 特に、低利得の場合、このモデルは信号光子の密度行列の量子計算と一致し、高利得の場合、モデルの予測は、ポンプ強度を上げるためのspd場の遠方磁場強度プロファイル、軌道角運動量スペクトル、波長スペクトルの実験的測定とよく一致している。 さらに、モデルが二階のSU(1,1)干渉を捕捉し、両方の利得状態におけるコヒーレンス効果を誘導することを示す。 興味深いことに、このモデルはまた、低利得状態におけるオブジェクト透過性による干渉視認性の線形スケーリングを正しく予測している。 本モデルは,spdcと誘導コヒーレンスという文脈における古典量子分断に関する新たな基礎的洞察をもたらすだけでなく,spdに基づく多数の実験や応用のための有用な理論的ツールとなる。

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