論文の概要: Can We Conjugate the Orbital Angular Momentum of a Single Photon with Nonlinear Optics? A Theoretical Analysis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.01792v1
• Date: Mon, 01 Sep 2025 21:43:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-04 15:17:03.846778
• Title: Can We Conjugate the Orbital Angular Momentum of a Single Photon with Nonlinear Optics? A Theoretical Analysis
• Title（参考訳）: 非線形光学を持つ単一光子の軌道角運動量に共役できるか?理論的解析
• Authors: Tobey Luck, Aarón Aguilar-Cardoso, Cheng Li, Manuel Ferrer-Garcia, Jeremy Upham, Jeff Lundeen, Robert Boyd,
• Abstract要約: StimPDCは、古典的なシードビームの空間構造の位相共役を示すアイドラビームを生成する。 本研究では,StimPDCプロセスにおいて,自発的にダウンコンバージョンされたペアからの信号光子がシードされるケースケードパラメトリックダウンコンバージョン方式を提案する。 単光子レベルでの位相共役は、ヘラルディングアイドラーと刺激アイドラーの間の等軌道角運動量に対するバイアスとして現れることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.6286913066221627
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Stimulated parametric down-conversion (StimPDC) produces an idler beam that exhibits a phase conjugate of the spatial structure of the classical seed beam. Extending this effect to the single-photon regime can, in principle, enable the control of the orbital angular momentum of single photons. However, its experimental implementation remains challenging due to the lower photon flux of realistic single-photon sources compared to a classical pump beam, which causes the StimPDC process to occur less frequently compared to its spontaneous counterpart. To overcome this, we propose a cascaded parametric down-conversion scheme, in which the signal photon from a spontaneously down-converted pair seeds the StimPDC process, while the idler photon heralds the seed's presence. This configuration uses coincidence detection to effectively post-select for stimulated events among the background of spontaneous contributions. We show that phase conjugation at the single-photon level manifests as a bias towards equal orbital angular momentum between the heralding idler and the stimulated idler. Our results offer a practical route to manipulate single-photon correlations in the orbital angular momentum degree of freedom and could have implications for applications such as free-space quantum communication and quantum-enhanced sensing.
• Abstract（参考訳）: Stimulated parametric down-conversion (StimPDC) は、古典的なシードビームの空間構造の位相共役を示すアイドラビームを生成する。 この効果を単一光子系に拡張することで、原理的には単一光子の軌道角運動量の制御が可能となる。 しかし、実験的な実装は、古典的なポンプビームに比べて現実的な単一光子源の光子フラックスが低いため、StimPDCプロセスは自然発生の光子よりも頻度が低いため、依然として困難である。 そこで本研究では,StimPDCプロセスにおいて自然にダウンコンバートされたペアからの信号光子がシードをシードし,アイドラー光子がシードの存在を宣言するパラメトリックダウンコンバージョン方式を提案する。 この構成では、偶然検出を使用して、自発的なコントリビューションの背景にある刺激されたイベントを効果的にポストセレクトする。 単光子レベルでの位相共役は、ヘラルディングアイドラーと刺激アイドラーの間の等軌道角運動量に対するバイアスとして現れることを示す。 我々の結果は、軌道角運動量自由度における単一光子相関を操作するための実用的な方法を提供し、自由空間量子通信や量子強調センシングのような応用に影響を及ぼす可能性がある。

関連論文リスト

• Conservation of angular momentum on a single-photon level [0.0]
  単光子により励起された自然パラメトリックダウンコンバージョンにおけるOAM保護に関する第1報について報告する。 以上の結果から,光自由度を用いた多光子多次元エンタングルメントの直接発生実験を行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-13T18:47:56Z)
• Generation of heralded vector-polarized single photons in remotely controlled topological classes [0.0]
  電圧制御されたスピン-軌道角運動量変換器qプレート装置によりレーザビームを形成する。 このようなビームは、自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)フォトンペア源のポンプとして使用される。 本研究は,ベクトル偏光構造だけでなく,強度/位相分布の単一光子移動に対するフルポンプを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-16T19:44:44Z)
• Atomic diffraction from single-photon transitions in gravity and Standard-Model extensions [49.26431084736478]
  磁気誘起および直接誘起の両方の単一光子遷移を重力および標準モデル拡張において研究する。 我々は、質量欠陥によって引き起こされる内部から中心への自由度の結合のような相対論的効果を考慮に入れている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-05T08:51:42Z)
• Entangling remote qubits using the single-photon protocol: an in-depth theoretical and experimental study [0.0]
  単一光子では、プロトコルの絡み合いは、クビット光子の絡み合い状態の生成と、ビームスプリッターの後方にある単一の光子の検出によって決定される。 我々は、ダイヤモンド中の窒素空孔中心に基づく、広範囲な理論モデルを開発し、実験環境に合わせて調整する。 不完全な光励起は、検出アーム依存の絡み合った状態の忠実度と速度に繋がる可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-15T21:56:40Z)
• Connecting steady-states of driven-dissipative photonic lattices with spontaneous collective emission phenomena [91.3755431537592]
  我々は直観を用いて1次元と2次元の非自明なフォトニック定常状態の形成を予測する。 その結果, サブラジアントエミッタ構成は, 定常光局在の出現と関係があることが判明した。 これらの結果は、最近報告された分極格子の光学的に定義された空洞に光を当てた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-27T23:58:42Z)
• Bell-inequality in path-entangled single photon and purity of single photon state [1.5924410290166868]
  本稿では, 単光子状態におけるCHSH不等式違反を示すため, ベル検定を簡易に行う手法を提案する。 我々はこの現象を,共有光子と非共有光子の両方を用いて,経路交絡状態の生成と制御によって実験的に実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-09T17:03:20Z)
• Observation-dependent suppression and enhancement of two-photon coincidences by tailored losses [68.8204255655161]
  ホン・ウー・マンデル効果(HOM)は、バランスビームスプリッターの出力ポート間での2粒子の一致を完璧に抑制することができる。 そこで本研究では,2つのボソンの2粒子同時一致統計をシームレスに調整し,精度の向上を実証した。 この結果から,非エルミート的設定を多粒子量子状態の操作に利用するための新しいアプローチが明らかになった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-12T06:47:35Z)
• Single photon randomness originating from the symmetry of dipole emission and the unpredictability of spontaneous emission [55.41644538483948]
  量子乱数生成は、量子暗号と基本量子光学の鍵となる要素である。 自然発生過程に基づく量子乱数生成を実験的に実証する。 このスキームはコヒーレントな単一光子によってランダム数生成に拡張することができ、室温での固体ベースの量子通信にも応用できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-18T14:07:20Z)
• Light-matter interactions near photonic Weyl points [68.8204255655161]
  ワイル光子は、線形分散を持つ2つの3次元フォトニックバンドが単一の運動量点で退化してワイル点とラベル付けされるときに現れる。 ワイル光浴に結合した単一量子エミッタのダイナミクスをワイル点に対する変形関数として解析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-23T18:51:13Z)
• Experimental Fock-State Bunching Capability of Non-Ideal Single-Photon States [0.0]
  単一光子源に対して,極端に束縛された事象を量子化器として位相空間干渉を用いるFock-state bunching機能を実験的に導入する。 我々の研究は、単一光子源に対する新しい集合的ベンチマークと、それに続く厳密なアプリケーションでの使用を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-15T19:00:28Z)
• Theory of waveguide-QED with moving emitters [68.8204255655161]
  単一励起部分空間における導波路と移動量子エミッタで構成されるシステムについて検討する。 まず、単一移動量子エミッタからの単一光子散乱を特徴付け、非相互伝達とリコイル誘起の量子エミッタ運動エネルギーの低減の両方を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-20T12:14:10Z)

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。