論文の概要: Broadband Quantum Photon Source in Step-Chirped Periodically Poled Lithium Niobate Waveguide
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.03619v1
- Date: Sat, 04 Oct 2025 02:06:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.156424
- Title: Broadband Quantum Photon Source in Step-Chirped Periodically Poled Lithium Niobate Waveguide
- Title（参考訳）: ステップ冷却型周期被覆窒化リチウム導波路における広帯域量子光子源
- Authors: Xiao-Xu Fang, Guoliang Shentu, He Lu,
- Abstract要約: 我々は絶縁体上に6.82mmのステップチャープ型周期偏極ニオブ酸リチウム(CPPLN)導波路を作製した。
最大全帯域幅と明るさを最大99THz(846nm)と20GHz/mW/nmのブロードバンド光子ペア生成を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.764671395172401
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Broadband nonlinear optical devices play a critical role in both classical and quantum optics. Here, we design and fabricate a 6.82-mm-long step-chirped periodically poled lithium niobate~(CPPLN) waveguide on lithium niobate on insulator, which enables quasi-phase matching over a broad bandwidth for second-harmonic generation~(SHG) and spontaneous parametric down-conversion~(SPDC). The SHG achieves an average efficiency of 54.4\%/W/cm$^2$ over the first-harmonic wavelength range of 1510~nm-1620~nm, paving the way for realizing SPDC across a wide range of pump wavelengths. For SPDC, by tuning the pump wavelength to 775~nm, 780~nm, and 785~nm, we achieve broadband photon-pair generation with a maximum full bandwidth and brightness up to 99~THz~(846~nm) and 20~GHz/mW/nm, respectively. Our findings provide an efficient and experiment-friendly approach for generating broadband photon pairs, which holds significant promise for advancing applications in quantum metrology.
- Abstract（参考訳）: 広帯域非線形光学デバイスは、古典光学と量子光学の両方において重要な役割を果たす。
本稿では,2次高調波発生時と自然パラメトリックダウンコンバージョン時において,広帯域での擬似位相マッチングを可能にする絶縁体上でのニオブ酸リチウム(CPPLN)導波管の設計と製造を行う。
SHGは1510〜nm-1620〜nmの第一高調波波長範囲で54.4\%/W/cm$^2$の平均効率を達成する。
SPDCでは、ポンプ波長を775〜nm、780〜nm、785〜nmに調整することにより、最大全帯域幅と明るさを99〜THz〜(846〜nm)、20〜GHz/mW/nmとするブロードバンド光子ペア生成を実現する。
我々の研究は、ブロードバンド光子対を生成するための効率的で実験に優しいアプローチを提供し、量子気象学の応用を推し進める上で大きな可能性を秘めている。
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