論文の概要: Spatial and temporal characteristics of spontaneous parametric down-conversion with varying focal planes of interacting beams

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.12571v2
• Date: Thu, 23 Mar 2023 14:09:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-24 17:30:55.201469
• Title: Spatial and temporal characteristics of spontaneous parametric down-conversion with varying focal planes of interacting beams
• Title（参考訳）: 相互作用するビームの焦点面が異なる自発的パラメトリックダウン変換の空間的・時間的特性
• Authors: Richard Bernecker, Baghdasar Baghdasaryan, Stephan Fritzsche
• Abstract要約: 自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)は、絡み合った光子対を作るために広く用いられるプロセスである。 検出モードと比較してポンプビームの正確な焦点面位置は実実験では決定が難しい。 本研究では、焦点面の変動位置を考察し、焦点面の変化が光子対の空間的および時間的特性に与える影響について考察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spontaneous parametric down-conversion (SPDC) is a widely used process to prepare entangled photon pairs. In SPDC, a second-order nonlinear crystal is pumped by a coherent laser beam to generate photon pairs. The photon pairs are usually detected by single-mode fibers (SMF), where only photons in a Gaussian mode can be collected. The collection modes possess typical Gaussian parameters, namely a beam waist and a focal plane position. The collection efficiency of photons highly depends on the choice of both parameters. The exact focal plane position of the pump beam relative to those of the detection modes is difficult to determine in a real experiment. Usually, theoretical and experimental studies assume that the focal plane positions of the pump and the generated beams are positioned in the center of the crystal. The displacement of beam focal planes can lead to deviations from expected results and the coupling efficiency into SMF can increase or decrease. In this work, we consider variable positions of focal planes and investigate how shifts of these focal planes influence the spatial and temporal properties of photon pairs. We present SPDC arrangements, in which the knowledge of the exact position of the focal planes is essential, as well as scenarios, where focal plane displacements do not contribute significantly to experimental outcomes. These findings are of particular interest for achieving higher efficiency in SPDC experiments.
• Abstract（参考訳）: 自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)は、絡み合った光子対を作るために広く用いられるプロセスである。 SPDCでは、2階非線形結晶をコヒーレントレーザービームで励起して光子対を生成する。 光子対は通常単モードファイバー(SMF)によって検出され、ガウスモードの光子のみが収集される。 収集モードは典型的なガウスパラメータ、すなわちビームウエストと焦点面の位置を持つ。 光子の収集効率は、両方のパラメータの選択に大きく依存する。 検出モードと比較してポンプビームの正確な焦点平面位置を実実験で決定することは困難である。 通常、理論的および実験的研究は、ポンプと生成されたビームの焦点面の位置が結晶の中心にあると仮定する。 ビーム焦点平面の変位は期待結果からのずれを生じさせ、smfへの結合効率は増大または低下する。 本研究では、焦点平面の可変位置を考察し、焦点平面のシフトが光子対の空間的および時間的性質にどのように影響するかを検討する。 本研究では,焦点面の正確な位置に関する知識が不可欠であるSPDCアレンジメントと,焦点面の変位が実験結果に大きく寄与しないシナリオについて述べる。 これらの結果はSPDC実験において高い効率を達成することに特に関心がある。

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