論文の概要: Enhanced photon-pair generation from a van der Waals metasurface
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.18994v1
- Date: Fri, 25 Jul 2025 06:45:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-28 16:16:48.849123
- Title: Enhanced photon-pair generation from a van der Waals metasurface
- Title（参考訳）: ファンデルワールス変成層からの光子対生成の促進
- Authors: Tongmiao Fan, Yilin Tang, Shaun Lung, Maximilian Weissflog, Jinyong Ma, Saniya Shinde, Sina Saravi, Mudassar Nauman, Wenkai Yang, Hao Qin, Shuyao Qiu, Andrey A. Sukhorukov, Yuerui Lu, Frank Setzpfandt,
- Abstract要約: ファンデルワールス層状物質は量子光源における非線形材料候補として期待されている。
本稿では,VdW材料3R-MoS2からなる準曲面から自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)を初めて示す。
この研究は、量子光子対の生成においてファンデルワールス準曲面を利用するための新しいアプローチを確立し、先進的な量子応用への道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0552641388798696
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Quantum photon pairs play a pivotal role in many quantum applications. Metasurfaces, two-dimensional arrays of nanostructures, have been studied intensively to enhance and control pair generation via spontaneous parametric downconversion (SPDC). Van der Waals (VdW) layered materials have emerged as promising candidates for nonlinear materials in quantum light sources, owing to their high nonlinear susceptibility and compatibility with on-chip integration. In this work, we present the first demonstration of SPDC from a metasurface composed of the VdW material 3R-MoS2. The nanoresonators support quasi-bound states in the continuum (qBIC) with a quality factor of up to 120, enhancing light-matter interactions. This design achieves a 20-fold increase in SPDC rate compared to an unstructured film and significantly higher brightness, resulting in enhanced quantum photon-pair generation. This work establishes a new approach for utilizing van der Waals metasurfaces in the generation of quantum photon pairs, opening avenues for advanced quantum applications.
- Abstract（参考訳）: 量子光子対は多くの量子応用において重要な役割を果たす。
ナノ構造の2次元配列である準曲面は、自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)によるペア生成の促進と制御のために、集中的に研究されている。
ファンデルワールス(Van der Waals、VdW)層状材料は、高い非線形感受性とオンチップ統合との互換性のため、量子光源における非線形材料候補として期待されている。
本稿では,VdW材料3R-MoS2からなる準曲面からのSPDCの最初の実演を示す。
ナノ共振器は、連続体(qBIC)の準バウンド状態をサポートし、最大120のクオリティ係数を持ち、光-物質相互作用を増強する。
この設計は、非構造膜と比較してSPDC速度が20倍に増加し、輝度が大幅に向上し、量子光子対生成が向上する。
この研究は、量子光子対の生成においてファンデルワールス準曲面を利用するための新しいアプローチを確立し、先進的な量子応用への道を開く。
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