論文の概要: Ultrabroadband Passive Laser Noise Suppression to Quantum Noise Limit through on-chip Second Harmonic Generation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.25801v1
- Date: Thu, 26 Mar 2026 18:09:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-30 21:49:48.224714
- Title: Ultrabroadband Passive Laser Noise Suppression to Quantum Noise Limit through on-chip Second Harmonic Generation
- Title（参考訳）: オンチップ第2高調波発生による量子雑音に対する超広帯域パッシブレーザーノイズ抑制
- Authors: Geun Ho Ahn, Ziyu Wang, Devin J. Dean, Hubert S. Stokowski, Taewon Park, Martin M. Fejer, Jonathan Simon, Amir H. Safavi-Naeini,
- Abstract要約: レーザー強度ノイズは量子センシング、気象学、計算における性能を制限する。
既存の安定化手法は、帯域幅と複雑さのトレードオフに直面している。
我々は,DCから10ギガヘルツまでの強度変動を受動的に抑制する全光学的「ノイズ食器」を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.0465495863749865
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: Laser intensity noise limits performance in quantum sensing, metrology, and computing. Existing stabilization methods face a trade-off between bandwidth and complexity: electronic feedback loops are speed-limited, while optical resonators are constrained by narrow linewidths and locking requirements. Here, we demonstrate an all-optical "noise eater" that passively suppresses intensity fluctuations from DC to >10 gigahertz. By leveraging high-efficiency second-harmonic generation in nanophotonic lithium niobate waveguides, we operate at a pump-depletion stationary point where input fluctuations are decoupled from the output to first order. This passive and nonresonant nanophotonic device suppresses relative intensity noise by 25 to 60 dB over the full measurement bandwidth and stabilizes a noisy fiber amplifier output to the shot-noise limit. Our results establish a scalable, wide-bandwidth paradigm for laser stabilization essential for high-throughput quantum technologies and deployable photonic sensing systems.
- Abstract（参考訳）: レーザー強度ノイズは量子センシング、気象学、計算における性能を制限する。
既存の安定化手法は帯域幅と複雑性のトレードオフに直面し、電子フィードバックループは速度制限され、光共振器は狭い線幅とロック要求によって制約される。
ここでは、直流から10ギガヘルツまでの強度変動を受動的に抑制する全光学的「ノイズ食器」を実証する。
ナノフォトニックリチウムニオブ酸リチウム導波路の高効率第2高調波発生を利用して、入力変動が出力から第1次へと切り離されるポンプ減圧定常点で作動する。
本発明の受動非共鳴ナノフォトニクス装置は、全測定帯域にわたって25〜60dBの相対強度ノイズを抑制し、ショットノイズ限界に出力されるノイズの多いファイバ増幅器を安定化させる。
本研究は、高出力量子技術や展開可能なフォトニックセンシングシステムに欠かせない、スケーラブルで広帯域のレーザー安定化パラダイムを構築した。
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