論文の概要: Spatial correlations in four-wave mixing with structured light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.17964v1
- Date: Wed, 23 Jul 2025 22:16:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-25 15:10:42.640755
- Title: Spatial correlations in four-wave mixing with structured light
- Title（参考訳）: 構造光による4波混合における空間的相関
- Authors: Mateus R. L. da Motta, Sandra S. Vianna,
- Abstract要約: 本稿では,4波混合(FWM)の量子化パラ軸フレームワークにおける詳細な理論的処理について述べる。
位置表現と運動量表現の両方で双光子状態を分析することにより、これらの記述が等価となる条件を特定する。
我々の研究は、FWMにおける空間相関に関する既知の新しい結果を集約し、構造化光による非線形および量子光学における将来の研究を支援する理論的枠組みを提供する。
- 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 a detailed theoretical treatment of four-wave mixing (FWM) in a quantized paraxial framework, capturing the multi-spatial-mode nature of the biphoton state generated in the process. By analyzing the biphoton state both in position and momentum representations, we identify the conditions under which these descriptions become equivalent. We also highlight formal and physical similarities between FWM and spontaneous parametric down-conversion (PDC), showing that the transfer of pump structure to the spatial coincidence profile, an important and well-known characteristic of the biphoton state, carries over naturally to FWM. In addition, our treatment captures the transition from position correlations in the near field to momentum correlations in the far field, reflecting the underlying spatial entanglement. The measures of entanglement, including the spiral bandwidth and the Schmidt rank, are discussed. Our work consolidates known and new results on spatial correlations in FWM and provides a theoretical framework that may support future studies in nonlinear and quantum optics with structured light.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,2光子状態の多空間モード特性を定量的に把握し,FWM(4波混合)の詳細な理論的処理について述べる。
位置表現と運動量表現の両方で双光子状態を分析することにより、これらの記述が等価となる条件を特定する。
また、FWMと自然パラメトリックダウンコンバージョン(PDC)の形式的・物理的類似性を強調し、ポンプ構造の空間的一致プロファイルへの移動が、2光子状態の重要かつよく知られた特性であることを示す。
さらに, 近距離場における位置相関から遠距離場における運動量相関への遷移を, 基礎となる空間的絡み合いを反映して捉えた。
スパイラル帯域幅とシュミットランクを含む絡み合いの尺度について論じる。
我々の研究は、FWMにおける空間相関に関する既知の新しい結果を集約し、構造化光による非線形および量子光学における将来の研究を支援する理論的枠組みを提供する。
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