論文の概要: Parametric processes in nonlinear structures with reflections: an asymptotic-field approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.01999v1
• Date: Mon, 01 Dec 2025 18:56:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-02 19:46:35.032634
• Title: Parametric processes in nonlinear structures with reflections: an asymptotic-field approach
• Title（参考訳）: 反射を伴う非線形構造のパラメトリック過程--漸近場アプローチ
• Authors: Tadeu Tassis, Salvador Poveda-Hospital, Nicolás Quesada, Martin Houde,
• Abstract要約: 散乱理論に基づくフォーマリズムを適用し,Fabry-Pérotキャビティ内の非線形光学過程を記述する。 相互作用ハミルトニアンを導出し、摂動理論を用いて光子対生成率を計算する。 このモデルの汎用性は、3つの例を通して説明される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The generation of engineered quantum states of light via nonlinear processes is fundamental for quantum technologies based on photons. Although embedding nonlinear materials within resonant structures allows for the enhancement and tailoring of photon properties, accurately modeling these quantum interactions remains a challenge. In this work, we apply the asymptotic-fields formalism, an approach based on scattering theory, to describe nonlinear optical processes within a Fabry-Pérot cavity. Unlike previous applications of this formalism, we explicitly account for reflections in the system. We derive the interaction Hamiltonian and calculate photon-pair generation rates using perturbation theory. The versatility of this model is illustrated through three examples: (i) spontaneous parametric down-conversion in an idealized cavity with flat-response mirrors; (ii) the generation of counter-propagating photon pairs in a periodically-poled material; and (iii) spontaneous four-wave mixing in a cavity built with Bragg reflectors.
• Abstract（参考訳）: 非線形過程による光のエンジニアリングされた量子状態の生成は、光子に基づく量子技術の基礎となる。 共鳴構造に非線形材料を埋め込むことは光子特性の増強と調整を可能にするが、これらの量子相互作用を正確にモデル化することは依然として困難である。 本研究では,Fabry-Pérot空洞内の非線形光学過程を記述するために,散乱理論に基づく漸近場形式(asymptotic-fields formalism)を適用する。 このフォーマリズムの以前の応用とは異なり、システム内のリフレクションを明示的に考慮する。 相互作用ハミルトニアンを導出し、摂動理論を用いて光子対生成率を計算する。 このモデルの汎用性は、以下の3つの例を通して説明される。 (i)平面応答ミラーを備えた理想化された空洞における自然パラメトリックダウンコンバージョン (二)周期的に配置された材料中の反伝播性光子対の生成、及び 三 ブラッグ反射器を内蔵した空洞内での自発四波混合

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