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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.01305v2
• Date: Fri, 02 May 2025 10:13:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-05 13:22:23.358851
• Title: Generation of photon pairs through spontaneous four-wave mixing in subwavelength nonlinear films
• Title（参考訳）: サブ波長非線形薄膜における自発4波長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: 非晶質窒化ケイ素(SiN)のサブ波長膜中の窒素含有量の異なる4波長自然混合(SFWM)による光子対の生成について検討した。 SiN膜と溶融シリカ基板との2光子干渉を観察することにより,窒素含有量の異なる薄膜の3次感受性を見いだすことができた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 67.410870290301
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Pairs of entangled photons are crucial for photonic quantum technologies. The demand for integrability and multi-functionality suggests 'flat' platforms - ultrathin layers and metasurfaces - as sources of photon pairs. Despite the success in the demonstration of spontaneous parametric down-conversion (SPDC) from such 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 ones made of isotropic materials, which are easier to fabricate than crystalline SPDC sources. Here, we investigate photon pair generation through SFWM in subwavelength films of amorphous silicon nitride (SiN) with varying nitrogen content. For all samples, we demonstrate two-photon quantum correlations, indicated by the normalized second-order correlation function g(2)(0): it exceeds 2 and decays as the pump power increases. By observing two-photon interference between SFWM from the SiN films and the fused silica substrate, we find the third-order susceptibilities of films with different nitrogen content.
• 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にとって不可欠である。 可積分性と多機能性の要求は、光子対の源として「平らな」プラットフォーム(超薄層と準曲面)を示唆している。 このような源からの自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)の実証の成功にもかかわらず、光子対を生成する代替プロセスである自然四波混合(SFWM)の研究はほとんどない。 一方、SFWMは結晶SPDC源よりも製造が容易な等方性材料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)のサブ波長膜における窒素含有量の異なるSFWMによる光子対生成について検討した。 すべてのサンプルに対して、正規化された二階相関関数 g(2)(0) で示される2光子量子相関を実証する。 SiN膜と溶融シリカ基板との2光子干渉を観察することにより,窒素含有量の異なる薄膜の3次感受性を見いだすことができた。

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