論文の概要: Quantitative study of Silicon Waveguides for the Generation of Quantum Correlated Photon Pairs Bridging Mid-Infrared and Telecom Bands

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.16464v1
• Date: Wed, 18 Feb 2026 13:55:00 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2026-02-19 12:28:51.507451
• Title: Quantitative study of Silicon Waveguides for the Generation of Quantum Correlated Photon Pairs Bridging Mid-Infrared and Telecom Bands
• Title（参考訳）: シリコン導波路を用いた中赤外・テレコム帯の量子関連光子対生成の定量的研究
• Authors: Abhishek Kumar Pandey, Deepak Jain, Catherine Baskiotis,
• Abstract要約: 3um-4um中赤外バンドとTelecom Cバンドをブリッジする量子相関光子対の源は、量子技術にとって非常に重要である。 全固体シリコンオン絶縁体(SOI)導波路における自発4波混合(SFWM)の可能性について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.49498166992983356
• License:
• Abstract: Sources of quantum correlated photons pairs bridging the 3um-4um Mid-infrared (MIR) band and Telecom/Near-Infrared/Visible band are of high importance for quantum technologies. Spontaneous Parametric Down Conversion is generally used for realizing such sources, but requires costly implementation platforms with reduced versatility. Here, we explore the potentialities of Spontaneous Four-Wave Mixing (SFWM) in all-solid Silicon On Insulator (SOI) waveguides thanks to an experimentally validated model and propose designs ensuring the production of correlated photon pairs bridging the 3um-4um Mid-infrared band and Telecom C-band. Choosing a pump with a wavelength in the range 2100nm-2210nm and a pulse duration of 5ps, we quantitatively performed simulations targeting a probability of photon pair generation per pulse of 0.05, and we found realistic conditions of utilization (2cm-length straight waveguides, intra-modal Four Wave Mixing with the fundamental TE00 mode) with a pump peak power in between 9.2mW and 32mW. A first design (wCOM) reaches a signal wavelength as high as 3.905um, which is situated in an atmospheric transparency window, while maintaining an idler in the Telecom C-band, making it of high interest for atmospheric Quantum Key Distribution. Two other designs wCH4 and wNO2 aim precise CH4 and NO2 gas sensing with a signal wavelength of 3265nm and 3461nm respectively. In terms of signal/idler wavelength separation, wCOM attains the value of 2364nm which is well above the current record of ~1125nm obtained in quantum regime with SFWM in all-solid SOI waveguides.
• Abstract（参考訳）: 3um-4um中赤外(MIR)バンドとTelecom/Near-Infrared/Visibleバンドをブリッジする量子相関光子対の源泉は、量子技術において非常に重要である。 Spontaneous Parametric Down Conversionは一般的にそのようなソースを実現するために使用されるが、汎用性を低減した高価な実装プラットフォームが必要である。 本稿では,Silicon On Insulator (SOI) 導波路における自発4波混合(SFWM)の可能性について実験的に検証したモデルを用いて検討し,3um-4um中赤外バンドとTelecom Cバンドをブリッジした相関光子対の生成を保証する設計を提案する。 波長範囲2100nm-2210nmのポンプとパルス長5psのポンプを選択し, パルス毎の光子対生成確率0.05を目標としたシミュレーションを行い, 9.2mWから32mWのポンプピークパワーを持つ実測的利用条件(2cmストレート導波管, TE00モードによるモード内4波の混合)を確認した。 最初の設計(wCOM)は3.905umの信号波長に達し、これは大気の透明な窓にあるが、Telecom Cバンドのアイドラーは維持されており、大気中の量子鍵分布に高い関心を持つ。 他の2つの設計 wCH4 と wNO2 は、それぞれ 3265nm と 3461nm の信号波長で正確なCH4 と NO2 のガス検知を目標としている。 信号/イドラー波長分離の観点では、wCOMは、全固体SOI導波路におけるSFWMの量子状態において得られた ~1125nm の現在の記録よりはるかに高い2364nmの値を得る。

関連論文リスト

• Integrated polarization-entangled photon source for wavelength-multiplexed quantum networks [49.82426139329382]
  薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)上における簡易だが高効率なオンチップ偏光共役光子対光源について述べる。 本装置では, 単一ナノフォトニック導波路におけるタイプ0とタイプIの自発的パラメトリックダウンコンバージョンを逐次サポートする2つの準位相マッチング(D-QPM)を用いる。 最大50kmの大都市ファイバリンク上に展開する4ユーザ量子ネットワークにおいて,波長多重絡み合い分布を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-27T18:30:01Z)
• An all-fibred, telecom technology compatible, room temperature, single-photon source [0.0]
  我々は、室温で動作し、通信Oバンド内の光子を放出する単一光子のフルフィルドソースを提示する。 光源は16.5の信号対雑音比と、室温で0,059の自己相関度(純度)を示している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-04T14:32:05Z)
• Quantum Frequency Conversion of $μs$-long Photons from the Visible to the Telecom-C-Band [0.0]
  量子周波数変換(Quantum Frequency Conversion、QFC)は、光ファイバーの長距離伝播を容易にするために、原子系と通信帯域を結合する技術である。 単一光子レベルで606nmから1552nmのマイクロ秒長の弱コヒーレントパルスの差周波変換を実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-19T18:57:52Z)
• Ultrabright Entanglement Based Quantum Key Distribution over a 404 km Optical Fiber [12.197914166060688]
  絡み合った光子は量子情報処理にとって重要な資源である。 我々は, 周期的に偏極したニオブ酸リチウム導波路をベースとした光子源を提案する。 我々は、長距離ファイバリンク上で量子鍵分布実験を行うことにより、音源の実用性を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-08T10:48:08Z)
• On-Demand Generation of Indistinguishable Photons in the Telecom C-Band using Quantum Dot Devices [31.114245664719455]
  我々は、単一のQDデバイスから通信Cバンド内の光子のコヒーレントなオンデマンド生成を実演する。 この研究は、通信用Cバンドで直接放出される単一光子の光子区別性の著しい進歩を示している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-14T17:59:03Z)
• Hyper-entanglement between pulse modes and frequency bins [101.18253437732933]
  2つ以上のフォトニック自由度(DOF)の間の超絡み合いは、新しい量子プロトコルを強化し有効にすることができる。 パルスモードと周波数ビンとの間に超絡み合った光子対の生成を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-24T15:43:08Z)
• Ultrabright and narrowband intra-fiber biphoton source at ultralow pump power [51.961447341691]
  高輝度の非古典的な光子源は、量子通信技術の鍵となる要素である。 ここでは,中空コアファイバ内の低温原子の光密度アンサンブルに自発4波混合を用いることで,狭帯域非古典光子対の生成を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-10T09:04:15Z)
• Silicon nitride waveguides with intrinsic single-photon emitters for integrated quantum photonics [97.5153823429076]
  我々は、SiN中の固有の単一光子放射体から、同じ物質からなるモノリシック集積導波路への光子の最初のカップリングに成功したことを示す。 その結果、スケーラブルでテクノロジー対応の量子フォトニック集積回路の実現に向けた道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-17T16:51:29Z)
• Picosecond Pulsed Squeezing in Thin-Film Lithium Niobate Strip-Loaded Waveguides at Telecommunication Wavelengths [52.77024349608834]
  薄膜ニオブ酸リチウム帯電導波路におけるピコ秒パルスの4次スケズ化を示す。 この研究は、ブロードバンドシーズアプリケーションのためのストリップロードブロードバンド導波路プラットフォームの可能性を強調している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-12T10:42:19Z)
• Resource-efficient frequency conversion for quantum networks via sequential four-wave mixing [0.0]
  フォトニック結晶ファイバにおけるブラッグ散乱4波混合による周波数変換を実現するために, 単一ポンプレーザを用いた。 我々は,ハイブリッド光マター量子ネットワークの時間的,スペクトル的,偏光的安定性の要件を満たすために,このスキームをどのように積極的にスケールするかについて議論する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-22T15:05:49Z)
• Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics [55.41644538483948]
  集積フォトニクスは量子情報処理のための堅牢なプラットフォームである。 非常に区別がつかず純粋な単一の光子の源は、ほぼ決定的か高い効率で隠蔽されている。 ここでは、これらの要件を同時に満たすオンチップ光子源を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-19T16:46:44Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。