論文の概要: Imaging Walk-Off Driven Distortions in EPR Photon Pair Correlations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.12423v1
• Date: Sat, 13 Dec 2025 18:34:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.252148
• Title: Imaging Walk-Off Driven Distortions in EPR Photon Pair Correlations
• Title（参考訳）: EPR光子対相関におけるウォークオフ駆動歪みのイメージング
• Authors: Christian Howard, Roohollah Ghobadi, Nazanin Dehghan, Alessio D'Errico, Ebrahim Karimi,
• Abstract要約: 自発パラメトリックダウン変換は、位置相関および運動量反相関光子対の主源である。 両屈折誘発逆歩行は、この因子化を破り、これらの自由度を結合することを示す。 両屈折性非線形媒体における光子対生成のより完全な記述を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spontaneous parametric down-conversion is the primary source of position-correlated and momentum-anticorrelated photon pairs that form the canonical Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) state. Their transverse spatial correlations are usually analyzed within the thin-crystal approximation, where the two-photon wavefunction is assumed to factorize into independent functions of the sum and difference coordinates. In practice, however, birefringence-induced transverse walk-off breaks this factorization and couples these degrees of freedom. Here, we show that this coupling persists even for nominally thin crystals once the free-space propagation of the joint spatial intensity is taken into account. This sum-difference coordinate coupling leads to a distinctive tapering of the transverse correlations near the crystal image plane-an effect that standard factorized models cannot capture. Numerical simulations and experimental data clearly confirm this novel behavior. Our findings provide a more complete description of photon-pair generation in birefringent nonlinear media and clarify fundamental limits on spatially resolved quantum imaging and spatial-mode quantum information processing with EPR states.
• Abstract（参考訳）: 自然パラメトリックダウンコンバージョンは、アインシュタイン-ポドルスキー-ローゼン状態(EPR)を形成する位置相関と運動量反相関の光子対の主源である。 それらの横方向の空間相関は、通常は2光子波動関数が和と差分座標の独立関数に分解されるような薄い結晶近似の中で解析される。 しかし、実際には、複屈折によって引き起こされる逆ウォークオフは、この因子化を破り、これらの自由度を結合する。 ここでは、この結合が、接合空間強度の自由空間伝播を考慮した場合、名目上は薄い結晶でも持続することを示す。 この和差座標結合は、結晶面近傍の逆相関の顕著なテーパリングをもたらす。 数値シミュレーションと実験データにより、この新たな挙動が明確に確認できる。 両屈折性非線形媒体における光子対生成のより完全な記述を提供し,空間分解量子イメージングと空間モード量子情報処理の基礎的限界を明らかにした。

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