論文の概要: Super-bunching light with giant high-order correlations and extreme multi-photon events
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.05419v1
- Date: Mon, 9 Sep 2024 08:20:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-10 15:20:29.173635
- Title: Super-bunching light with giant high-order correlations and extreme multi-photon events
- Title(参考訳): 巨大高次相関と極多光子事象を持つ超広帯域光
- Authors: Chengbing Qin, Yuanyuan Li, Yu Yan, Jiamin Li, Xiangdong Li, Yunrui Song, Xuedong Zhang, Shuangping Han, Zihua Liu, Yanqiang Guo, Guofeng Zhang, Ruiyun Chen, Jianyong Hu, Zhichun Yang, Xinhui Liu, Liantuan Xiao, Suotang Jia,
- Abstract要約: フォトニック結晶ファイバにおいて、g2(0)が5.86*104、g5(0)が2.72*108までの超広帯域光源の発生を報告した。
巨大g2(0)値の下では、超広帯域光源はアップターンテール光子分布とユビキタス超多光子事象を呈する。
本研究は,超高次相関や極端多光子現象を伴って,古典的でない光源を実現する能力を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.55514756979042
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Non-classical light sources emitting bundles of N-photons with strong correlation represent versatile resources of interdisciplinary importance with applications ranging from fundamental tests of quantum mechanics to quantum information processing. Yet, high-order correlations, gN(0),quantifying photon correlation, are still limited to hundreds. Here, we report the generation of a super-bunching light source in photonic crystal fiber with g2(0) reaching 5.86*104 and g5(0) up to 2.72*108, through measuring its photon number probability distributions. under giant g2(0) values, the super-bunching light source presents upturned-tail photon distributions and ubiquitous extreme multi-photon events, where 31 photons from a single light pulse at a mean of 1.99*10-4 photons per pulse have been determined. The probability of this extreme event has been enhanced by 10139 folds compared to a coherent laser with Poissonian distribution. By varying the power of the pumping laser, both photon number distributions and corresponding high-order correlations of this light source can be substantially tailored from Poissonian to super-bunching distributions. These phenomena are attributed to the synchronized nonlinear interactions in photonic crystal fibers pumping by bright squeezed light, and the theoretical simulations agree well with the experimental results. Our research showcases the ability to achieve non-classical light sources with giant high-order correlations and extreme multi-photon events, paving the way for high-order correlation imaging, extreme nonlinear optical effects, quantum information processing, and exploring light-matter interactions with multi-photon physics.
- Abstract(参考訳): 強い相関を持つN-光子の束を発光する古典的でない光源は、量子力学の基礎的なテストから量子情報処理まで、分野間重要な汎用的な資源を表現している。
しかし、高次相関、gN(0)量子化光子相関は依然として数百に制限されている。
本稿では,光子数分布の測定により,g2(0)が5.86*104,g5(0)が2.72*108まで到達したフォトニック結晶ファイバの超広帯域光源について報告する。
巨大なg2(0)値の下では、スーパーバンチ光源はアップターンテール光子分布とユビキタス極端多光子事象を呈し、1パルスあたり平均1.99*10-4光子の平均で1つの光パルスから31光子が決定される。
この極端な事象の確率は、ポアソン分布を持つコヒーレントレーザーと比較して10139倍に向上している。
励起レーザーのパワーを変化させることで、この光源の光子数分布とそれに対応する高次相関は、ポアソニアンからスーパーバンチ分布に実質的に調整することができる。
これらの現象は、明るい励起光によって励起されるフォトニック結晶繊維の同期非線形相互作用によるものであり、理論シミュレーションは実験結果とよく一致している。
本研究は,超高次相関や極端多光子現象による非古典的光源の実現,高次相関イメージング,極端非線形光学効果,量子情報処理,多光子物理学との光-物質相互作用の探索などを行う。
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