論文の概要: Quantum Pair Generation in Nonlinear Metasurfaces with Mixed and Pure Photon Polarizations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04569v2
- Date: Wed, 11 Sep 2024 20:11:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-13 11:22:09.157549
- Title: Quantum Pair Generation in Nonlinear Metasurfaces with Mixed and Pure Photon Polarizations
- Title（参考訳）: 混合光子偏光と純光子偏光を混合した非線形準曲面における量子ペア生成
- Authors: Jiho Noh, Tomás Santiago-Cruz, Vitaliy Sultanov, Chloe F. Doiron, Sylvain D. Gennaro, Maria V. Chekhova, Igal Brener,
- Abstract要約: 自然パラメトリックダウンコンバージョンにより放出される周波数非退化二光子の偏光工学を達成して解を提案する。
包括的偏光トモグラフィーにより、放射された光子の偏光がqBICモードの遠距離場特性を直接反映することを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.09423257767158633
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Metasurfaces are highly effective at manipulating classical light in the linear regime; however, effectively controlling the polarization of non-classical light generated from nonlinear resonant metasurfaces remains a challenge. Here, we present a solution by achieving polarization engineering of frequency-nondegenerate biphotons emitted via spontaneous parametric down-conversion (SPDC) in GaAs metasurfaces, where quasi-bound states in the continuum (qBIC) resonances were utilized for boosting the biphoton generation. By performing a comprehensive polarization tomography, we demonstrate that the polarization of the emitted photons directly reflects the qBIC mode's far-field properties. Furthermore, we show that both the type of qBIC mode and the symmetry of the meta-atoms can be tailored to control each single-photon polarization state, and that the subsequent two-photon polarization states are nearly separable, offering potential applications in the heralded generation of single photons with adjustable polarization. This work provides a significant step towards utilizing metasurfaces to not only generate quantum light but also engineer their polarization, a critical aspect for future quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: しかし, 非線形共振形地表面から発生する非古典的な光の偏光を効果的に制御することは困難である。
そこで本研究では, GaAsメタ曲面における自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)により放出される周波数非退化二光子の偏光工学を達成し, 連続体(qBIC)共鳴における準バウンド状態を用いてバイフォトン生成を促進させる方法を提案する。
包括的偏光トモグラフィーにより、放射された光子の偏光がqBICモードの遠距離場特性を直接反映することを示した。
さらに、qBICモードのタイプとメタ原子の対称性の両方を、各単光子偏光状態を制御するように調整することができ、その後の2光子偏光状態はほぼ分離可能であることを示し、調整可能な偏光を持つ単光子生成に潜在的な応用を提供する。
この研究は、量子光を生成するだけでなく、将来の量子技術にとって重要な側面である偏光を設計するために、準曲面を利用するための重要なステップを提供する。
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