論文の概要: Time-resolved Hanbury Brown-Twiss interferometry of on-chip biphoton
frequency combs using Vernier phase modulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.05620v1
- Date: Tue, 11 Oct 2022 17:08:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-22 22:12:48.626755
- Title: Time-resolved Hanbury Brown-Twiss interferometry of on-chip biphoton
frequency combs using Vernier phase modulation
- Title(参考訳): バーニア位相変調を用いたオンチップバイフォトン周波数コムの時間分解ハンベリーブラウン-トウィス干渉法
- Authors: Karthik V. Myilswamy, Suparna Seshadri, Hsuan-Hao Lu, Mohammed S.
Alshaykh, Junqiu Liu, Tobias J. Kippenberg, Andrew M. Weiner, Joseph M.
Lukens
- Abstract要約: バイフォトン周波数コム(BFC)は、大規模かつ高次元の量子情報とネットワークシステムのための量子源として期待されている。
スペクトル純度を特徴付けるための鍵となるツールとして、BFCを含む非共有信号またはアイドラー光子の時間的自己相関関数の測定が挙げられる。
電気光学位相変調によりこの問題を回避する手法を提案する。
- 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: Biphoton frequency combs (BFCs) are promising quantum sources for large-scale
and high-dimensional quantum information and networking systems. In this
context, the spectral purity of individual frequency bins will be critical for
realizing quantum networking protocols like teleportation and entanglement
swapping. Measurement of the temporal auto-correlation function of the
unheralded signal or idler photons comprising the BFC is a key tool for
characterizing their spectral purity and in turn verifying the utility of the
biphoton state for networking protocols. Yet the experimentally obtainable
precision for measuring BFC correlation functions is often severely limited by
detector jitter. The fine temporal features in the correlation function$-$not
only of practical value in quantum information, but also of fundamental
interest in the study of quantum optics$-$are lost as a result and have
remained unexplored. We propose a scheme to circumvent this challenge through
electro-optic phase modulation, experimentally demonstrating time-resolved
Hanbury Brown-Twiss characterization of BFCs generated from an integrated 40.5
GHz Si$_3$N$_4$ microring, up to a 3$\times$3-dimensional two-qutrit Hilbert
space. Through slight detuning of the electro-optic drive frequency from the
comb's free spectral range, our approach leverages Vernier principles to
magnify temporal features which would otherwise be averaged out by detector
jitter. We demonstrate our approach under both continuous-wave and pulsed
pumping regimes, finding excellent agreement with theory. Importantly, our
method reveals not only the collective statistics of the contributing frequency
bins but also their temporal shapes$-$features lost in standard fully
integrated auto-correlation measurements.
- Abstract(参考訳): biphoton frequency combs (bfcs) は、大規模かつ高次元の量子情報およびネットワークシステムのための量子源として期待されている。
この文脈では、個々の周波数ビンのスペクトル純度は、テレポーテーションやエンタングルメントスワップのような量子ネットワークプロトコルを実現するために重要である。
BFCを構成する非共有信号またはアイドラー光子の時間的自己相関関数の測定は、そのスペクトル純度を特徴づけ、ネットワークプロトコルにおけるバイフォトン状態の有用性を検証する重要なツールである。
しかし, BFC相関関数の精度は検出器ジッタによって著しく制限されることが多い。
相関関数の微妙な時間的特徴は、量子情報における実用的価値だけでなく、量子光学の研究における基礎的関心も失われた結果であり、未検討のままである。
本研究では,40.5 GHz Si$_3$N$_4$マイクロリングから3$\times$3-dimensional 2-qutrit Hilbert空間に生成したBFCの時間分解特性を実験的に実証する。
コーム自由スペクトル範囲からの電気光学駆動周波数の微調整により,検出器ジッタによって平均される時間的特徴を最大化するためにバーニア原理を活用した。
連続波とパルスポンピングの両方式によるアプローチを実証し,理論との良好な一致を見出した。
重要な点として,本手法は,寄与周波数ビンの集団統計だけでなく,標準完全結合自己相関測定で失われた時間的形状も明らかにする。
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