論文の概要: Temporal profile of biphotons generated from a hot atomic vapor and
spectrum of electromagnetically induced transparency
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.15242v2
- Date: Tue, 5 Apr 2022 05:11:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-20 09:32:32.053728
- Title: Temporal profile of biphotons generated from a hot atomic vapor and
spectrum of electromagnetically induced transparency
- Title（参考訳）: 高温原子蒸気から発生する二光子の時間的プロファイルと電磁誘導透過スペクトル
- Authors: Shih-Si Hsiao, Wei-Kai Huang, Yi-Min Lin, Jia-Mou Chen, Chia-Yu Hsu,
and Ite A. Yu
- Abstract要約: 本研究では, 熱水蒸気から発生した2光子の時間分布を, 自発4波混合法を用いて検討した。
ドップラー拡散媒体における双光子スペクトルプロファイルの解析式を導出した。
この一貫性は、ドップラー拡散媒体において、古典的な光のEITスペクトルが双光子の時間的プロファイルを示す良い指標であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.904940310103857
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We systematically studied the temporal profile of biphotons, i.e., pairs of
time-correlated single photons, generated from a hot atomic vapor via the
spontaneous four-wave mixing process. The measured temporal width of biphoton
wave packet or two-photon correlation function against the coupling power was
varied from about 70 to 580 ns. We derived an analytical expression of the
biphoton's spectral profile in the Doppler-broadened medium. The analytical
expression reveals that the spectral profile is mainly determined by the effect
of electromagnetically induced transparency (EIT), and behaves like a
Lorentzian function with a linewidth approximately equal to the EIT linewidth.
Consequently, the biphoton's temporal profile influenced by the Doppler
broadening is an exponential-decay function, which was consistent with the
experimental data. Employing a weak input probe field of classical light, we
further measured the EIT spectra under the same experimental conditions as
those in the biphoton measurements. The theoretical predictions of the biphoton
wave packets calculated with the parameters determined by the classical-light
EIT spectra are consistent with the experimental data. The consistency
demonstrates that in the Doppler-broadened medium, the classical-light EIT
spectrum is a good indicator for the biphoton's temporal profile. Besides, the
measured biphoton's temporal widths well approximated to the predictions of the
analytical formula based on the biphoton's EIT effect. This study provides an
analytical way to quantitatively understand the biphoton's spectral and
temporal profiles in the Doppler-broadened medium.
- Abstract（参考訳）: 自発的4波混合過程を通じて熱原子蒸気から発生する二光子、すなわち時間相関単光子対の時間的プロファイルを体系的に研究した。
両光子波パケットの時間幅や結合電力に対する2光子相関関数は70nsから580ns程度であった。
ドップラー拡散媒体における双光子スペクトルプロファイルの解析式を導出した。
分析式は、スペクトルプロファイルが主に電磁誘導透過(eit)の効果によって決定され、eit線幅にほぼ等しい線幅を持つローレンツ関数のように振る舞うことを明らかにする。
その結果, ドップラー幅拡大の影響を受けるバイフォトンの時間的プロファイルは指数関数であり, 実験データと一致した。
古典光の弱い入射プローブ場を用いて、両光子測定と同じ実験条件下でEITスペクトルを測定した。
古典光EITスペクトルによって決定されるパラメータで計算された双光子波パケットの理論的予測は実験データと一致している。
この一貫性はドップラー拡散媒体において、古典的な光のEITスペクトルが双光子の時間的プロファイルの指標となることを示す。
さらに、測定された双光子の時間幅は、双光子のEIT効果に基づく解析公式の予測によく近似した。
本研究はドップラー拡散媒体におけるバイフォトンスペクトルと時間プロファイルを定量的に理解するための解析的手法を提供する。
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