論文の概要: Generation of photon pairs through spontaneous four-wave mixing in thin nonlinear layers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.01305v1
• Date: Mon, 03 Feb 2025 12:30:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-05 14:56:25.393863
• Title: Generation of photon pairs through spontaneous four-wave mixing in thin nonlinear layers
• Title（参考訳）: 薄い非線形層における自然四波混合による光子対の生成
• Authors: Changjin Son, Samuel Peana, Owen Matthiessen, Artem Kryvobok, Alexander Senichev, Alexandra Boltasseva, Vladimir M. Shalaev, Maria Chekhova,
• Abstract要約: 絡み合った光子のペアは、フォトニック量子技術の鍵となる資源である。 自然パラメトリックダウン変換(SPDC)の実証に成功したにもかかわらず、自然四波混合(SFWM)の研究はほとんどない。 SFWMは、等方性と中心対称を含むどんなナノ構造でも実装できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 67.410870290301
• License:
• Abstract: Pairs of entangled photons are a key resource for photonic quantum technologies. The demand for integrability and multi-functionality suggests flat platforms, such as ultrathin layers and metasurfaces, as sources of photon pairs. Despite the success in the demonstration of spontaneous parametric-down-conversion (SPDC) from such flat sources, there are almost no works on spontaneous four-wave mixing (SFWM) - an alternative process to generate photon pairs. Meanwhile, SFWM can be implemented in any nanostructures, including isotropic and centrosymmetric ones, which are easier to fabricate than crystalline structures needed for SPDC. Here, we investigate photon pair generation through SFWM in subwavelength layers of amorphous silicon nitride (SiN) and study the effect of nitrogen content on the rate of pair emission. By observing two-photon interference between SFWM from the SiN layers and from the fused silica substrate, we find the third-order susceptibilities of layers with different nitrogen content. Finally, we demonstrate SFWM in lithium niobate, which is a second-order nonlinear material and where the direct SFWM can coexist with a cascaded process. Our results open a path for the implementation of SFWM in resonant flat structures, such as metasurfaces.
• Abstract（参考訳）: 絡み合った光子のペアは、フォトニック量子技術の鍵となる資源である。 可積分性と多機能性の要求は、光子対の源として超薄層や準曲面のような平らなプラットフォームを示唆している。 このような平坦な源からの自然パラメトリックダウン変換(SPDC)の実証に成功したにもかかわらず、自然四波混合(SFWM)の研究はほとんどない。 一方、SFWMは、SPDCに必要な結晶構造よりも容易に製造できる等方性と中心対称を含むどんなナノ構造でも実装できる。 そこで本研究では, 非晶質窒化ケイ素(SiN)のサブ波長層におけるSFWMによる光子対生成について検討し, 窒素含量の影響について検討した。 SFWMの2光子干渉をSiN層と溶融シリカ基板から観察することにより,窒素含有率の異なる層が3次の感受性を示すことがわかった。 最後に、二階非線形材料であり、直接SFWMがカスケードプロセスと共存できるニオブ酸リチウムのSFWMを実証する。 この結果から, 準曲面などの共振平面構造におけるSFWMの実現への道が開かれた。

関連論文リスト

• Single photon emitters in monolayer semiconductors coupled to transition metal dichalcogenide nanoantennas on silica and gold substrates [49.87501877273686]
  遷移金属ジアルコゲナイド(TMD)単一光子エミッタは、量子情報応用に多くの利点をもたらす。 シリコンやガリウムホスプヒド(GaP)などのナノ共振器の製造に用いられる伝統的な材料は、高い屈折率の基質を必要とすることが多い。 ここでは,多層TMDで作製したナノアンテナ(NA)を用いて,基板選択による完全な柔軟性を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-02T07:44:29Z)
• Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
  六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。 我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。 我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z)
• Giant Generation of Polarization-Entangled Photons in Metal Organic Framework Waveguides [0.0]
  金属有機フレームワーク(英: Metal-organic framework、MOF)は、化学的および光学的安定性が証明された非線形特性を持つ光学材料の新しいクラスである。 我々は,MOFを用いた1次元導波路を用いたコリニア型II自発パラメトリックダウン変換の位相整合条件について検討した。 2軸MOF結晶は, 周期的に配置したKTP導波路上での変換効率を2倍に向上することがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-28T22:51:41Z)
• Van der Waals Materials for Applications in Nanophotonics [49.66467977110429]
  本稿では, ナノフォトニクスプラットフォームとして, 層状ファンデルワールス結晶(vdW)を創出する。 機械的に剥離した薄膜(20-200nm)ファンデルワールス結晶の誘電応答を抽出し, 高い屈折率をn=5。 SiO$と金でナノアンテナを作製し,vdW薄膜と各種基板との相溶性を利用した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-12T12:57:14Z)
• Silicon nitride waveguides with intrinsic single-photon emitters for integrated quantum photonics [97.5153823429076]
  我々は、SiN中の固有の単一光子放射体から、同じ物質からなるモノリシック集積導波路への光子の最初のカップリングに成功したことを示す。 その結果、スケーラブルでテクノロジー対応の量子フォトニック集積回路の実現に向けた道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-17T16:51:29Z)
• Tuning of Silicon Nitride Micro Cavities by Controlled Nanolayer Deposition [3.623556720064733]
  本研究では, 窒化ケイ素 (Si3N4) マイクロリングキャビティをクラディング層の制御堆積により調整する方法を示す。 空洞の質因子(Q-factor)を低下させることなく,自由スペクトル域(FSR)で空洞共鳴の調整を行う。 キャビティ上に設置したナノ粒子の位置が変わらないことが確認できたので,SPEとフォトニック構造を統合するのに有用であることが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-27T12:23:31Z)
• Room temperature single-photon emitters in silicon nitride [97.75917079876487]
  二酸化ケイ素基板上に成長した窒化ケイ素(SiN)薄膜における室温単一光子放射体の初観測について報告する。 SiNは近年、集積量子フォトニクスの最も有望な材料として登場し、提案されたプラットフォームは、量子オンチップデバイスのスケーラブルな製造に適している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-16T14:20:11Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。