論文の概要: Intense squeezed light from lasers with sharply nonlinear gain at optical frequencies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.01908v1
• Date: Fri, 2 Jun 2023 20:33:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-06 23:10:16.300523
• Title: Intense squeezed light from lasers with sharply nonlinear gain at optical frequencies
• Title（参考訳）: 光周波数の急激な非線形利得レーザーからのインセンス励起光
• Authors: Linh Nguyen, Jamison Sloan, Nicholas Rivera, Marin Soljacic
• Abstract要約: 我々は、光周波数で高強度のポアソン光を生成するためにゲインを用いる新しい概念を導入する。 利得媒質とカーの非線形性の間の相互作用は、高光子数状態における自然放出を抑制する。 ショットノイズレベル以下での光子数変動の90%のスキューズが実現可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.201130971806564
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Non-classical states of light, such as number-squeezed light, with fluctuations below the classical shot noise level, have important uses in metrology, communication, quantum information processing, and quantum simulation. However, generating these non-classical states of light, especially with high intensity and high degree of squeezing, is challenging. To address this problem, we introduce a new concept which uses gain to generate intense sub-Poissonian light at optical frequencies. It exploits a strongly nonlinear gain for photons which arises from a combination of frequency-dependent gain and Kerr nonlinearity. In this laser architecture, the interaction between the gain medium and Kerr nonlinearity suppresses the spontaneous emission at high photon number states, leading to a strong "negative feedback" that suppresses photon-number fluctuations. We discuss realistic implementations of this concept based on the use of solid-state gain media in laser cavities with Kerr nonlinear materials, showing how 90% squeezing of photon number fluctuations below the shot noise level can be realized.
• Abstract（参考訳）: 古典的なショットノイズレベル以下で変動する数列光のような古典的でない光の状態は、メトロジー、通信、量子情報処理、量子シミュレーションにおいて重要な用途を持っている。 しかし、これらの非古典的な光状態、特に高い強度と高いスクイーズを発生させることは困難である。 この問題に対処するために,ゲインを用いた光周波数の強いサブポアソン光を生成する新しい概念を導入する。 これは周波数依存利得とkerr非線形性の組み合わせから生じる光子の強い非線形利得を利用する。 このレーザーアーキテクチャでは、利得媒質とカー非線形性の相互作用は高い光子数状態における自発的な放出を抑制し、光子数変動を抑制する強い「負のフィードバック」をもたらす。 本研究では,レーザーキャビティにおける固体利得媒質とケラー非線形材料を用いて,この概念の現実的な実装について検討し,光子数ゆらぎの90%がショットノイズレベル以下で実現できることを示す。

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