論文の概要: Single-Mode Squeezed Light Generation and Tomography with an Integrated
Optical Parametric Oscillator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.12954v1
- Date: Thu, 19 Oct 2023 17:53:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-20 13:43:40.517932
- Title: Single-Mode Squeezed Light Generation and Tomography with an Integrated
Optical Parametric Oscillator
- Title（参考訳）: 集積型光パラメトリック発振器を用いた単一モード圧縮光発生とトモグラフィ
- Authors: Taewon Park, Hubert S. Stokowski, Vahid Ansari, Samuel Gyger, Kevin K.
S. Multani, Oguz Tolga Celik, Alexander Y. Hwang, Devin J. Dean, Felix M.
Mayor, Timothy P. McKenna, Martin M. Fejer, Amir H. Safavi-Naeini
- Abstract要約: 鍵となるリソースは圧縮光であり、量子ノイズは光学的二次構造の間で再分配される。
薄膜ニオブ酸リチウム共振器の$chi(2)$非線形性を利用するモノリシックなチップスケールプラットフォームを提案する。
我々の研究は、コンパクトで効率的な量子光学システムに向けた大きな一歩である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.874825130479174
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum optical technologies promise advances in sensing, computing, and
communication. A key resource is squeezed light, where quantum noise is
redistributed between optical quadratures. We introduce a monolithic,
chip-scale platform that exploits the $\chi^{(2)}$ nonlinearity of a thin-film
lithium niobate (TFLN) resonator device to efficiently generate squeezed states
of light. Our system integrates all essential components -- except for the
laser and two detectors -- on a single chip with an area of one square
centimeter, significantly reducing the size, operational complexity, and power
consumption associated with conventional setups. Our work addresses challenges
that have limited previous integrated nonlinear photonic implementations that
rely on either $\chi^{(3)}$ nonlinear resonators or on integrated waveguide
$\chi^{(2)}$ parametric amplifiers. Using the balanced homodyne measurement
subsystem that we implemented on the same chip, we measure a squeezing of 0.55
dB and an anti-squeezing of 1.55 dB. We use 20 mW of input power to generate
the parametric oscillator pump field by employing second harmonic generation on
the same chip. Our work represents a substantial step toward compact and
efficient quantum optical systems posed to leverage the rapid advances in
integrated nonlinear and quantum photonics.
- Abstract（参考訳）: 量子光学技術はセンシング、コンピューティング、通信の進歩を約束する。
鍵となるリソースは圧縮光であり、量子ノイズは光学的二次構造の間で再分配される。
我々は, 薄膜窒化リチウム共振器(TFLN)の非線形性を利用して, 光の励起状態を効率よく生成する, モノリシックなチップスケールのプラットフォームを導入する。
我々のシステムは、レーザーと2つの検出器を除くすべての必須成分を、1平方センチメートルの面積の1チップに統合し、従来のセットアップに関連するサイズ、運用上の複雑さ、消費電力を大幅に削減します。
本研究は、従来の統合型非線形フォトニック実装が、$\chi^{(3)}$非線形共振器または$\chi^{(2)}$パラメトリック増幅器に依存する場合の課題に対処する。
同じチップ上に実装した平衡ホモダイン測定サブシステムを用いて、0.55dBのスクイーズと1.55dBのアンチスクイーズを測定する。
我々は20mWの入力電力を用いて、同じチップ上で第2高調波発生を用いてパラメトリック振動子ポンプ場を生成する。
我々の研究は、集積非線形および量子フォトニクスの急速な進歩を活用するために、コンパクトで効率的な量子光学システムに向けた重要な一歩である。
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