論文の概要: Thin-film Al0.30Ga0.70As (111) as a flat source of high-purity orthogonally polarized entangled photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.03978v1
- Date: Thu, 04 Sep 2025 08:06:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-12 14:17:22.948426
- Title: Thin-film Al0.30Ga0.70As (111) as a flat source of high-purity orthogonally polarized entangled photons
- Title（参考訳）: 高純度直交偏光子平面源としての薄膜Al0.30Ga0.70As(111)
- Authors: Simon Stich, Vitaliy Sultanov, Trevor Blakie, Qingyu Shi, Zbig Wasiliewski, Mikhail A. Belkin, Maria Chekhova,
- Abstract要約: Al0.30Ga0.70Asを用いた平面光学ベースの通信用SPDCは、ポンプ出力当たりの光子対発生率が高く、帯域幅は最大0.24Hz/mW/nmである。
特定の層配向は偏光交絡状態の前提条件である偏光交絡光子の生成を促進する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7034763340519904
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Flat-optics platforms offer new opportunities for the generation of entangled photons by relaxing traditional phase-matching constraints, enabling the use of a broader range of nonlinear materials. Among these, gallium arsenide and aluminum gallium arsenide stand out for their exceptionally high second-order nonlinearities, but their conventional orientation (001) has limited their applicability for photon-pair generation. By transitioning to crystals with (111) surface orientation, we overcome these limitations. We demonstrate a flat-optics-based telecom-range SPDC source using Al0.30Ga0.70As that achieves a high photon-pair generation rate per pump power and bandwidth of up to 0.24 Hz/mW/nm. The choice of 30% aluminum concentration allowed us to reduce pump absorption and photoluminescence background for photon pairs generation at telecom wavelengths by at least an order of magnitude compared to that of GaAs. The specific layer orientation facilitates the generation of orthogonally polarized entangled photons, a prerequisite for polarization-entangled states. Rather than directly probing entanglement, we observe the effect of hidden polarization. Our results highlight AlGaAs (111) as a promising platform for scalable quantum photonic sources and shed light on nonclassical polarization effects accessible through flat-optics engineering.
- Abstract（参考訳）: フラット光学プラットフォームは、従来の位相マッチング制約を緩和し、幅広い非線形材料を使用することで、絡み合った光子を生成する新たな機会を提供する。
これらのうち、ヒ素ガリウムとヒ素ガリウムは、非常に高い二階非線形性で際立っているが、従来の配向(001)は光子対生成に適用性に制限されている。
(111)面配向を持つ結晶に遷移することで、これらの制限を克服する。
本稿では,Al0.30Ga0.70Asを用いた平面光学系通信用SPDC音源の試作を行い,最大0.24Hz/mW/nmの光子対発生率と帯域幅を実現した。
30%のアルミニウム濃度を選択することで、光子対をテレコム波長で生成する際のポンプ吸収とフォトルミネッセンス背景を、GaAsに比べて少なくとも1桁小さくすることができる。
特定の層配向は、偏光交絡状態の前提条件である直交偏光子の生成を促進する。
エンタングルメントを直接探すのではなく、隠れた偏光の効果を観察する。
この結果は、スケーラブルな量子フォトニックソースのための有望なプラットフォームとしてAlGaAs (111)を強調し、フラット光学技術を通してアクセス可能な非古典的な偏光効果について光を当てた。
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