論文の概要: Maximizing Purity and Heralding Efficiency of Type-I Down-Converted Photons Using Beam Focal Parameters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.02319v2
- Date: Fri, 18 Oct 2024 15:57:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-21 14:22:31.122948
- Title: Maximizing Purity and Heralding Efficiency of Type-I Down-Converted Photons Using Beam Focal Parameters
- Title（参考訳）: ビームフォカルパラメータを用いたI型ダウンコンバージョン光子の純度最大化と遮蔽効率
- Authors: Andrew Rockovich, Shu'an Wang, Daniel Gauthier,
- Abstract要約: タイプIのダウンコンバージョンでは、生成した光子は線形ポンプ分極に垂直な同じ線形分極を持つ。
非線型幾何学は、これらの指標を同時に最適化する自由度を与えることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We demonstrate theoretically that correlated bi-photons can be generated with high heralding efficiency and high spectral purity for non-collinear Type-I spontaneous parametric down-conversion. In Type-I down-conversion, the generated photons have the same linear polarization that is perpendicular to the linear pump polarization. Previously, it was thought that high efficiency and purity could not be obtained for this configuration. We show that the non-collinear geometry gives an additional degree-of-freedom that allows for simultaneous optimization of these source metrics. We predict near-unity ($\approx0.97$) heralding efficiency and single-photon spectral purity by adjusting the beam focal parameters, which can be obtained over a wide range of pump, signal, and idler wavelengths without requiring special crystal dispersion characteristics. As an example, we predict a heralding efficiency of 0.97, a single-photon purity of 0.97, and a pair production rate of 0.50 pairs/(s$~$mW$~$THz) using a 400-$\mu$m-long $\beta$-barium borate crystal pumped by a 355-nm-wavelength pulsed laser with a bandwidth of 8-THz. Our work offers a simple and universal approach for producing high-quality quantum photonic states for a wide variety of quantum information science applications.
- Abstract（参考訳）: 我々は,非コリニア型I型自発パラメトリックダウンコンバージョンにおいて,相関二光子を高いシャーディング効率と高いスペクトル純度で生成できることを理論的に証明した。
タイプIのダウンコンバージョンでは、生成した光子は線形ポンプ分極に垂直な同じ線形分極を持つ。
以前は、この構成では高い効率と純度が得られなかったと考えられていた。
非線型幾何学は、これらの指標を同時に最適化する自由度を与えることを示す。
我々は、ビーム焦点パラメータを調整し、特殊な結晶分散特性を必要とせず、広い範囲のポンプ、信号、アイドラー波長で得ることにより、近接ユニティ(\approx0.97$)の偏光効率と単光子スペクトルの純度を予測する。
例えば、400-$\mu$m-long $\beta$-barium borate crystalを355nmの波長パルスレーザーで励起し、0.97、単光子純度0.97、対生成率0.50対/(s$~$mW$~$THz)を予測した。
我々の研究は、様々な量子情報科学応用のための高品質な量子フォトニック状態を生成するための単純で普遍的なアプローチを提供する。
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