論文の概要: Noise analysis of a quasi-phase-matched quantum frequency converter and higher-order counter-propagating SPDC
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.03845v1
- Date: Thu, 4 Jul 2024 11:27:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-08 18:22:43.817780
- Title: Noise analysis of a quasi-phase-matched quantum frequency converter and higher-order counter-propagating SPDC
- Title（参考訳）: 準位相整合型量子周波数変換器と高次逆伝搬SPDCの雑音解析
- Authors: Felix Mann, Helen M. Chrzanowski, Felipe Gewers, Marlon Placke, Sven Ramelow,
- Abstract要約: 量子周波数変換(QFC)は、将来の量子技術において欠かせない要素である。
ここでは、CW 1064 nmレーザーで励起される周波数コンバータの雑音スペクトルについて検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum frequency conversion (QFC) will be an indispensable ingredient in future quantum technologies. For example, large-scale fibre-based quantum networks will require QFC to interconnect heterogeneous building blocks like emitters, channels, memories and detectors. The performance of existing QFC devices - typically realised in periodically-poled nonlinear crystals - is often severely limited by parasitic noise that arises when the pump wavelength lies between the wavelengths which are inter-converted. Here we investigate the noise spectrum of a frequency converter pumped by a CW 1064 nm laser. The converter was realised as a monolithic bulk pump enhancement cavity made from a periodically-poled potassium titanyl phosphate (ppKTP) crystal - quasi-phase-matched for the conversion of 637 nm to 1587 nm. In the range from 1140 nm to 1330 nm (up to 60 THz from the pump) Stokes-Raman resonances can be identified as the dominant noise source while the noise in the range from 1330 nm to 1650 nm can be attributed mainly to parasitic spontaneous parametric down-conversion (SPDC). Further, a succession of narrow-band peaks is observed in the spectrum originating from higher-order counter-propagating SPDC. Both types of counter-propagation, where either the lower-energy idler photon or the higher-energy signal photon counter-propagate relative to the pump beam, are observed, with narrow-band peaks corresponding to 10th to 44th order quasi-phase-matching.
- Abstract（参考訳）: 量子周波数変換(QFC)は、将来の量子技術において欠かせない要素である。
例えば、大規模なファイバーベースの量子ネットワークでは、QFCがエミッタ、チャネル、メモリ、検出器などの異質なビルディングブロックを相互接続する必要がある。
既存のQFCデバイスの性能(通常は周期的にポーリングされた非線形結晶で実現される)は、ポンプ波長が変換される波長の間にあるときに発生する寄生音によって著しく制限される。
ここでは、CW 1064 nmレーザーで励起される周波数コンバータの雑音スペクトルについて検討する。
チタン酸カリウム(ppKTP)結晶を637nmから1587nmに変換するための準相整合したモノリシックバルクポンプ拡張キャビティとして実現した。
1140nmから1330nm(ポンプから60Hzまで)の範囲ではストークス・ラマン共鳴が支配的なノイズ源となりうるが、1330nmから1650nmの範囲のノイズは主に寄生性自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)に起因する。
さらに、高次逆伝播SPDCに由来するスペクトルにおいて、狭帯域ピークの連続が観察される。
ポンプビームに対して低エネルギーアイドラー光子または高エネルギー信号光子反プロパゲートのいずれかが観測され、第10〜44次準位相マッチングに対応する狭帯域ピークが観測される。
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