論文の概要: A ultrabright, two-colour photon pair source based on thin-film lithium niobate for bridging visible and telecom wavelengths

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.18609v1
• Date: Mon, 23 Jun 2025 13:12:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-24 19:06:36.99089
• Title: A ultrabright, two-colour photon pair source based on thin-film lithium niobate for bridging visible and telecom wavelengths
• Title（参考訳）: ニオブ酸リチウム薄膜を用いた可視波長およびテレコム波長の超高輝度2色光子対光源
• Authors: Silia Babel, Laura Bollmers, Franz Roeder, Werner Ridder, Christian Golla, Ronja Köthemann, Bernhard Reineke, Harald Herrmann, Benjamin Brecht, Christof Eigner, Laura Padberg, Christine Silberhorn,
• Abstract要約: 薄膜ニオブ酸リチウムにおける誘導波, 輝度, 高周波非縮退パラメトリックダウンコンバージョン源について述べる。 光源は、815$,mathrmnm$と1550$,mathrmnm$の光子対を生成し、可視光と通信波長を結びつける。 我々の研究結果は、オンチップで非退化光子ペア源の新たな標準を設定し、実用的でスケーラブルな量子通信ネットワークとフォトニック量子コンピューティングへの重要なステップを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present the design and characterisation of a guided-wave, bright and highly frequency non-degenerate parametric down-conversion source in thin-film lithium niobate. The source generates photon pairs with wavelengths of 815$\,\mathrm{nm}$ and 1550$\,\mathrm{nm}$ linking the visible wavelength regime with telecommunication wavelengths. We confirm the high quality of the generated single photons by determining a value for the heralded second-order correlation function as low as $g^{(2)}_h(0) = (6.7\pm1.1)\cdot10^{-3}$. Furthermore, we achieve a high spectral brightness of 0.44$\cdot$10$^{7}$$\frac{\text{pairs}}{\text{s} \cdot \text{mW} \cdot \text{GHz}}$ which is two orders of magnitude higher than sources based on weakly guiding waveguides. The almost perfect sinc-shape and the strong agreement between the effective and nominal bandwidth highlights the success of our integrated workflow, which begins with device design and continues through precise fabrication to detailed quantum-state characterization. This comprehensive approach enables targeted optimization of the source, resulting in excellent quantum state generation. Our results set a new standard for on-chip, non-degenerate photon-pair sources and represent a crucial step towards practical, scalable quantum communication networks and photonic quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 薄膜窒化リチウム中における誘導波・輝度・高周波数非縮退パラメトリックダウンコンバージョン源の設計と特性について述べる。 光源は、815$\,\mathrm{nm}$と1550$\,\mathrm{nm}$の波長を持つ光子対を生成する。 得られた2階相関関数の値を$g^{(2)}_h(0) = (6.7\pm1.1)\cdot10^{-3}$とすることで、生成した単一光子の高品質性を確認する。 さらに、スペクトル輝度が 0.44$\cdot$10$^{7}$$\frac{\text{pairs}}{\text{s} \cdot \text{mW} \cdot \text{GHz}}$ となる。 ほぼ完璧なシンク形状と、有効性と名目上の帯域幅の強い合意は、デバイス設計から始まり、正確な製造から詳細な量子状態のキャラクタリゼーションまで継続する統合ワークフローの成功を浮き彫りにする。 この包括的なアプローチは、ソースのターゲット最適化を可能にし、優れた量子状態生成をもたらす。 我々の研究結果は、オンチップで非退化光子ペア源の新たな標準を設定し、実用的でスケーラブルな量子通信ネットワークとフォトニック量子コンピューティングへの重要なステップを示す。

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