論文の概要: Experimental demonstration and modeling of near-infrared nonlinear third-order triple-photon generation stimulated over one mode

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.19348v1
• Date: Thu, 26 Dec 2024 20:42:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-30 17:25:00.020428
• Title: Experimental demonstration and modeling of near-infrared nonlinear third-order triple-photon generation stimulated over one mode
• Title（参考訳）: 1モード刺激による近赤外非線形3次三光子生成の実験とモデル化
• Authors: Julien Bertrand, Veronique Boutou, Corinne Felix, David Jegouso, Benoit Boulanger,
• Abstract要約: トリプル光子生成(英: Triple Photon Generation、TPG)は、光子が3つの低エネルギー光子に分裂する3次の非線形光学相互作用である。 本研究では,三重項の1つのモードで刺激されたTPGの初回実験を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Triple Photon Generation (TPG) is a third-order nonlinear optical interaction in which a photon, i.e. the pump, splits into three lower energy photons, i.e. modes 1, 2 and 3. The triplets possess different quantum signatures from those of photon pairs, with a strong interest in quantum information. In the present study, we performed the first experimental demonstration of TPG stimulated over one mode of the triplet, mode 1, the previous work on TPG concerning stimulation over two modes,2 and 3. The nonlinear medium is a KTiOPO4 crystal pumped in the picosecond regime (15 ps, 10 Hz) at a pump wavelength of 532 nm. The stimulation beam is emitted by a tunable optical parametric generator: the phase-matching was found at a stimulation wavelength of 1491 nm, the other two modes of the triplet being both at 1654 nm in orthogonal polarizations. Using superconducting nanowires single photon detectors, the measurement of the polarizations and wavelength signatures of the two generated modes are in full agreement with calculations. It has been possible to generate a total number of photons per pulse on modes 2 and 3 up to 2x10-4, which corresponds to the generation of 10-4 triplets per pulse, or 10-5 triplets per second since the repetition rate is equal to 10 Hz. We interpreted these results in the framework of a model we developed on the basis of the nonlinear momentum operator in the Heisenberg representation under the undepleted pump and stimulation approximation.
• Abstract（参考訳）: トリプル光子生成(英: Triple Photon Generation、TPG)は、光子、すなわちポンプが3つの低エネルギー光子、すなわちモード1、2、3に分割される3次の非線形光学相互作用である。 三重項は光子対と異なる量子シグネチャを持ち、量子情報に強い関心を持つ。 本研究は,三重項の1つのモード,モード1で刺激されたTPGの初回実験を行い,2つのモード,2,3で刺激されたTPGに関する前回の研究を行った。 非線形媒体は、532nmのポンプ波長でピコ秒状態(15ps、10Hz)に励起されたKTiOPO4結晶である。 刺激ビームは可変光パラメトリック発生器によって放出され、位相マッチングは1491nmの刺激波長で、その他の2つのモードは直交偏光において1654nmである。 超伝導ナノワイヤ単光子検出器を用いて、2つの生成モードの偏光と波長シグネチャの測定は計算と完全に一致している。 モード2と3で1パルスあたりの光子の総数は2x10-4までであり、これは1パルスあたり10-4トリプル、繰り返し速度が10Hzであることから毎秒10-5トリプルの生成に相当する。 これらの結果は, ハイゼンベルク表現における非線形運動量演算子に基づいて, ポンプと刺激近似の下で開発したモデルを用いて解釈した。

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