論文の概要: How to use the dispersion in the $χ^{(3)}$ tensor for broadband generation of polarization-entangled photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.11477v1
- Date: Wed, 21 Aug 2024 09:43:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-22 17:39:23.939883
- Title: How to use the dispersion in the $χ^{(3)}$ tensor for broadband generation of polarization-entangled photons
- Title（参考訳）: 偏光絡み合った光子のブロードバンド生成に$ >^{(3)}$テンソルの分散を利用する方法
- Authors: Valeria Vento, Francesco Ciccarello, Sakthi Pryia Amirtharaj, Christophe Galland,
- Abstract要約: 偏光-絡み合った光子対は量子光学や技術で広く使われている資源である。
ダイヤモンド結晶中での自発4波長混合により光子対の分極波長(光子毎のTHz)のブロードバンド発生を示す。
- 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: Polarization-entangled photon pairs are a widely used resource in quantum optics and technologies, and are often produced using a nonlinear process. Most sources based on spontaneous parametric downconversion have relatively narrow optical bandwidth because the pump, signal and idler frequencies must satisfy a phase-matching condition. Extending the bandwidth, for example to achieve spectral multiplexing, requires changing some experimental parameters such as temperature, crystal angle, poling period, etc. Here, we demonstrate broadband (tens of THz for each photon) generation of polarization-entangled photon pairs by spontaneous four-wave mixing in a diamond crystal, with a simple colinear geometry requiring no further optical engineering. Our approach leverages the quantum interference between electronic and vibrational contributions to the $\chi^{(3)}$ tensor. Entanglement is characterized in a single realization of a Bell test over the entire bandwidth using fiber dispersion spectroscopy and fast single-photon detectors. The results agree with the biphoton wavefunction predicted from the knowledge of the $\chi^{(3)}$ and Raman tensors and demonstrate the general applicability of our approach to other crystalline materials.
- Abstract（参考訳）: 偏光-絡み合った光子対は量子光学や技術で広く使われている資源であり、しばしば非線形過程を用いて生成される。
自発パラメトリックダウンコンバージョンに基づくほとんどのソースは、ポンプ、信号、アイドル周波数が位相整合条件を満たす必要があるため、比較的狭い光帯域を有する。
例えばスペクトル多重化を実現するために帯域幅を拡張するには、温度、結晶角、ポーリング時間などの実験パラメータを変更する必要がある。
ここでは,ダイヤモンド結晶中の自発4波混合による光子対の広帯域(光子毎のTHz)生成を,光工学を必要としない単純なコリニア幾何を用いて実証する。
我々のアプローチは、電子的および振動的寄与の間の量子干渉を$\chi^{(3)}$テンソルに活用する。
絡み合いは、ファイバ分散分光法と高速単光子検出器を用いて、帯域幅全体にわたるベル試験の単一実現を特徴とする。
結果は、$\chi^{(3)}$およびラマンテンソルの知識から予測される双光子波動関数と一致し、他の結晶材料へのアプローチの一般的な適用性を示す。
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