論文の概要: Steady state dynamics of quantum frequency combs in microring resonators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.19502v1
• Date: Tue, 23 Sep 2025 19:22:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-02 14:55:01.563785
• Title: Steady state dynamics of quantum frequency combs in microring resonators
• Title（参考訳）: マイクロリング共振器における量子周波数コムの定常状態ダイナミクス
• Authors: Patrick Tritschler, Torsten Ohms, André Zimmermann, Peter Degenfeld-Schonburg,
• Abstract要約: 本研究では,各コンブモードの量子力学特性について検討する。 リング共振器の設計と分散特性がモードの量子的特徴に大きく影響することが実証された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0499611180329804
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optical frequency combs are utilized in a wide range of optical applications, including atomic clocks, interferometers, and various sensing technologies. They are often generated via four-wave mixing (FWM) in chip-integrated microring resonators, a method that requires low optical input power due to the high quality factor of the resonator, making it highly efficient. While the classical properties of optical frequency combs are well-established, this work investigates the quantum-mechanical characteristics of the individual comb modes. We derive simple equations describing the squeezing, second-order correlation and joint spectral intensity (JSI) between the generated signal and idler modes. Even with the resonator's detuning limiting the generation of signal- and idler pairs with significant photon numbers, many still exhibit substantial squeezing and entanglement. It is demonstrated that the design and dispersion characteristics of the ring resonator significantly impact the quantum features of the modes. Depending on the design, it is possible to enhance either the particle or mode entanglement of specific signal- and idler pairs. Thus, our findings enable the optimization for utilizing quantum frequency combs in various applications, including quantum sensing, computing and communication.
• Abstract（参考訳）: 光周波数コムは、原子時計、干渉計、様々なセンシング技術など、幅広い光学応用で利用されている。 それらは、チップ集積マイクロリング共振器の4波混合(FWM)によってしばしば生成される。 光周波数コムの古典的性質はよく確立されているが、この研究は個々のコムモードの量子力学的特性を研究する。 生成した信号とアイドラーモード間のスクイーズ, 2次相関, 結合スペクトル強度(JSI)を記述する簡単な方程式を導出する。 共振器の変形により、大きな光子数を持つ信号対とアイドラー対の生成が制限されたとしても、その多くが大きなゆがみと絡みを持っている。 リング共振器の設計と分散特性がモードの量子的特徴に大きく影響することが実証された。 設計によっては、特定の信号対とアイドラー対の粒子やモードの絡み合いを高めることができる。 そこで本研究では,量子センシング,計算,通信など,様々な応用における量子周波数コムの最適化を実現する。

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