論文の概要: Temporally-ultralong biphotons with a linewidth of 50 kHz
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.13778v1
- Date: Fri, 27 May 2022 06:31:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 14:11:44.955693
- Title: Temporally-ultralong biphotons with a linewidth of 50 kHz
- Title（参考訳）: 直線幅50kHzの時間超長双光子
- Authors: Yu-Sheng Wang, Kai-Bo Li, Chao-Feng Chang, Tan-Wen Lin, Jian-Qing Li,
Shih-Si Hsiao, Jia-Mou Chen, Yi-Hua Lai, Ying-Cheng Chen, Yong-Fan Chen,
Chih-Sung Chuu, Ite A. Yu
- Abstract要約: この研究は、高効率な超細線二光子源を実証し、隠蔽された単一光子を利用した量子技術を大幅に進歩させた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0555828074181728
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We report the generation of biphotons, with a temporal full width at the half
maximum (FWHM) of 13.4$\pm$0.3 $\mu$s and a spectral FWHM of 50$\pm$1 kHz, via
the process of spontaneous four-wave mixing. The temporal width is the longest,
and the spectral linewidth is the narrowest up to date. This is also the first
biphoton result that obtains a linewidth below 100 kHz, reaching a new
milestone. The very long biphoton wave packet has a signal-to-background ratio
of 3.4, which violates the Cauchy-Schwarz inequality for classical light by 4.8
folds. Furthermore, we demonstrated a highly-tunable-linewidth biphoton source
and showed that while the biphoton source's temporal and spectral width were
controllably varied by about 24 folds, its generation rate only changed by less
than 15\%. A spectral brightness or generation rate per pump power per
linewidth of 1.2$\times$10$^6$ pairs/(s$\cdot$mW$\cdot$MHz) was achieved at the
temporal width of 13.4 $\mu$s. The above results were made possible by the low
decoherence rate and high optical depth of the experimental system, as well as
the nearly phase-mismatch-free scheme employed in the experiment. This work has
demonstrated a high-efficiency ultranarrow-linewidth biphoton source, and has
made a substantial advancement in the quantum technology utilizing heralded
single photons.
- Abstract（参考訳）: 我々は, 自発的4波混合の過程を通じて, 13.4$\pm$0.3$\mu$sとスペクトルfwhm 50$\pm$1 khzの2光子の生成を報告した。
時間幅は最も長く、スペクトル線幅は今までで最も狭い。
これはまた、100kHz以下の線幅を得る最初の複光子であり、新しいマイルストーンに達する。
非常に長い双光子波パケットは3.4の信号対バックグラウンド比を持ち、古典的な光に対するコーシー=シュワルツの不等式を4.8倍に破る。
さらに,両光子源の時間的およびスペクトル的幅は24倍程度に制御できるが,生成速度は15倍以下にしか変化しないことを示した。
ライン幅あたり1.2$\times$10$^6$ pairs/(s$\cdot$mW$\cdot$MHz)のポンプパワー当たりのスペクトル輝度または発生速度は、時間幅13.4$\mu$sで達成された。
以上の結果は,実験システムの低脱コヒーレンス速度と高光深度,および実験で用いられるほぼ位相ミスマッチのないスキームによって可能となった。
この研究は超高効率の超低線幅二光子源を実証し、ヘラルド単光子を用いた量子技術を大幅に進歩させた。
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