論文の概要: Stimulated emission tomography for efficient characterization of spatial entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.05036v3
- Date: Wed, 3 Jul 2024 16:04:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-04 19:54:15.963429
- Title: Stimulated emission tomography for efficient characterization of spatial entanglement
- Title（参考訳）: 空間エンタングルメントの効率的な評価のための励起放射トモグラフィー
- Authors: Yang Xu, Saumya Choudhary, Robert W. Boyd,
- Abstract要約: 本研究では, 自然発生過程と比較して, 検出された光子の平均個数が数桁増加することを示す。
SET測定では、特定モード特性を備えた強信号場によりパラメトリックダウンコンバージョンがシードされる。
我々は,強いアイドラー生成と空間モード分布の理論的予測との良好な一致を観察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3712403308529137
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Stimulated emission tomography (SET) is an excellent tool for characterizing the process of spontaneous parametric down-conversion (SPDC), which is commonly used to create pairs of entangled photons for use in quantum information protocols. The use of stimulated emission increases the average number of detected photons by several orders of magnitude compared to the spontaneous process. In a SET measurement, the parametric down-conversion is seeded by an intense signal field prepared with specified mode properties rather than by broadband multi-modal vacuum fluctuations, as is the case for the spontaneous process. The SET process generates an intense idler field in a mode that is the complex conjugate to the signal mode. In this work we use SET to estimate the joint spatial mode distribution (JSMD) in the Laguerre-Gaussian (LG) basis of the two photons of an entangled photon pair. The pair is produced by parametric down-conversion in a beta barium borate (BBO) crystal with type-II phase matching pumped at a wavelength of 405 nm along with a 780-nm seed signal beam prepared in a variety of LG modes to generate an 842-nm idler beam of which the spatial mode distribution is measured. We observe strong idler production and good agreement with the theoretical prediction of its spatial mode distribution. Our experimental procedure should enable the efficient determination of the photon-pair wavefunctions produced by low-brightness SPDC sources and the characterization of high-dimensional entangled-photon pairs.
- Abstract（参考訳）: SET(Stimulated emission tomography)は、自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)の過程を特徴づける優れたツールである。
励起放出を用いると、自然発生過程と比較して、検出された光子の平均数は桁違いに増加する。
SET測定では、自発的なプロセスの場合と同様に、パラメトリックダウンコンバージョンはブロードバンドマルチモーダル真空揺らぎよりも特定のモード特性を持つ強信号場によってシードされる。
SETプロセスは、信号モードへの複素共役であるモードで強イドラー場を生成する。
本研究ではSETを用いて、束縛された光子対の2つの光子のラゲール・ガウスアン(LG)基底における関節空間モード分布(JSMD)を推定する。
このペアは、405nmの波長で励起されたタイプII位相のβバリウムホウ酸塩(BBO)結晶と、様々なLGモードで調製された780nmのシード信号ビームとをパラメトリックダウンコンバージョンして、空間モード分布を測定する842nmのアイドラービームを生成する。
我々は,強いアイドラー生成と空間モード分布の理論的予測との良好な一致を観察する。
低輝度SPDC源による光子対波動関数の効率的な決定と高次元光子対のキャラクタリゼーションを可能にする。
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