論文の概要: Shaping Single Photons through Multimode Optical Fibers using Mechanical Perturbations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.02288v1
• Date: Sun, 4 Jun 2023 07:33:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-06 18:46:44.137144
• Title: Shaping Single Photons through Multimode Optical Fibers using Mechanical Perturbations
• Title（参考訳）: 機械的摂動を用いた多モード光ファイバによる単一光子形成
• Authors: Ronen Shekel, Ohad Lib, Rodrigo Guti\'errez-Cuevas, S\'ebastien M. Popoff, Alexander Ling and Yaron Bromberg
• Abstract要約: 単一の光子の形状と絡み合った光子対間の空間的相関を制御するための全ファイバーアプローチを示す。 これらの摂動を最適化し、単一光子の空間分布や光子対の空間相関を1箇所に局在させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 55.41644538483948
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The capacity of information delivered by single photons is boosted by encoding high-dimensional quantum dits in their transverse shape. Transporting such high-dimensional quantum dits in optical networks may be accomplished using multimode optical fibers, which support the low-loss transmission of multiple spatial modes over existing infrastructure. However, when photons propagate through a multimode fiber their transverse shape gets scrambled because of mode mixing and modal interference. This is usually corrected using free-space spatial light modulators, inhibiting a robust all-fiber operation. In this work, we demonstrate an all-fiber approach for controlling the shape of single photons and the spatial correlations between entangled photon pairs, using carefully controlled mechanical perturbations of the fiber. We optimize these perturbations to localize the spatial distribution of a single photon or the spatial correlations of photon pairs in a single spot, enhancing the signal in the optimized spot by over an order of magnitude. Using the same approach we show a similar enhancement for coupling light from a multimode fiber into a single-mode fiber.
• Abstract（参考訳）: 単一光子によって伝達される情報の容量は、高次元量子双対をその横形にエンコードすることで増大する。 このような高次元量子ディットを光ネットワークに輸送することは、既存のインフラ上で複数の空間モードの低損失伝送をサポートするマルチモード光ファイバーを用いて実現できる。 しかし、光子がマルチモードファイバーを伝播すると、モード混合とモード干渉により横方向の形状がスクランブル化してしまう。 これは通常、自由空間空間光変調器を用いて補正され、堅牢な全ファイバー動作を阻害する。 本研究では, ファイバーの機械的摂動を慎重に制御し, 単一光子の形状と絡み合った光子対間の空間的相関を制御するための全ファイバーアプローチを示す。 我々は、これらの摂動を最適化し、単一光子の空間分布や光子対の空間相関を1つの点に局在させ、最適化された位置における信号の桁違いの強度を高める。 同じアプローチを用いて、マルチモードファイバからシングルモードファイバへの光を結合する同様の拡張を示す。

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