論文の概要: Avoiding lateral mode leakage in thin film lithium niobate waveguides
for the generation of spectrally pure photons at telecom wavelengths
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.05694v1
- Date: Thu, 8 Feb 2024 14:12:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-09 14:55:33.009949
- Title: Avoiding lateral mode leakage in thin film lithium niobate waveguides
for the generation of spectrally pure photons at telecom wavelengths
- Title（参考訳）: 通信波長におけるスペクトル純光子生成のための薄膜ニオブ酸リチウム導波路の横モード漏洩の回避
- Authors: Muskan Arora, Pranav Chokkara, Jasleen Lugani
- Abstract要約: フォトニック集積光学素子、特に直線導波路は、オンチップ生成と光の量子状態の操作において重要な要素である。
自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)を用いて、絶縁体(LNOI)にニオブ酸リチウムをベースとした導波路の最適化に焦点をあてる。
具体的には,Xカット型ニオブ酸リチウム導波路におけるタイプ0,タイプI,タイプIIの位相整合条件を含むすべてのSPDCプロセスの側方漏れについて検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Photonic integrated optical components, notably straight waveguides, serve as
pivotal elements for on-chip generation and manipulation of quantum states of
light. In this work, we focus on optimizing waveguides based on lithium niobate
on insulator (LNOI) to generate photon pairs at telecom wavelength using
spontaneous parametric down-conversion (SPDC). Specifically, we investigate
lateral leakage for all possible SPDC processes involving type 0, type I and
type II phase matching conditions in an X-cut lithium niobate waveguide and
provide a recipe to avoid leakage loss for the interacting photons.
Furthermore, focusing on type II phase matching, we engineer the waveguide in
the single mode regime such that it also satisfies group index matching for
generating spectrally pure single photons with high purity (99.33%). We also
address fabrication imperfections of the optimized design and found that the
spectral purity of the generated photons is robust to fabrication errors. This
work serves as a tutorial for the appropriate selection of morphological
parameters to obtain lossless, single mode LNOI waveguides for building linear
optical circuits and photon pair generation at telecom wavelengths using
desired phase-matching conditions.
- Abstract（参考訳）: フォトニック集積光学素子、特に直線導波路は、オンチップ生成と光の量子状態の操作において重要な要素である。
本研究では, 絶縁体 (LNOI) にニオブ酸リチウムを添加した導波路を最適化し, 自発パラメトリックダウンコンバージョン (SPDC) を用いて, テレコム波長で光子対を生成する。
具体的には,Xカット型ニオブ酸リチウム導波管におけるタイプ0,タイプI,タイプIIの位相整合条件を含むすべてのSPDCプロセスの側方漏洩について検討し,相互作用する光子の漏洩損失を回避するためのレシピを提供する。
さらに、II型位相整合性に着目し、高純度(99.33%)のスペクトル純粋な単一光子を生成するためにグループインデックス整合を満足するように、単一モードモードで導波路を設計した。
また、最適化された設計の製作不完全さに対処し、生成された光子のスペクトル純度が製造誤差にロバストであることを見出した。
本研究は、所望の位相整合条件を用いた通信波長での光回路および光子対生成のためのロスレス単一モードlnoi導波路を得るための形態的パラメータの適切な選択のためのチュートリアルである。
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