論文の概要: Sub-picosecond inter-core skew characterization in multicore fibers via Hong--Ou--Mandel interference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.16135v1
• Date: Fri, 15 May 2026 16:17:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-18 21:22:26.366205
• Title: Sub-picosecond inter-core skew characterization in multicore fibers via Hong--Ou--Mandel interference
• Title（参考訳）: 香港-奥羽-マンデル干渉による多芯繊維のサブピコ秒間スキュー特性評価
• Authors: L. Lira Tacca, L. Marques Fagundes, M. Morales Lillo, M. Navarro, I. Machuca, S. Gómez, G. H. dos Santos, J. Cariñe, G. Saavedra, E. S. Gómez, G. Lima, S. P. Walborn,
• Abstract要約: ICS(Inter-core skew)は、古典的な空間分割多重通信と量子フォトニックネットワークの両方にとって重要なパラメータである。 二光子Hong-Ou-Mandel干渉を用いた市販4コアファイバにおけるICSの高精度測定について述べる。 これらの結果は、量子空間分割多重アプリケーションと古典空間分割多重アプリケーションの両方に対して、MCFベースのネットワークでタイミングを特徴付ける実用的なプラットフォームを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Inter-core skew (ICS), the differential group delay between cores of a multicore fiber (MCF), is a critical parameter for both classical space-division multiplexed communications and quantum photonic networks. We present a high-precision measurement of ICS in a commercially available four-core fiber using two-photon Hong--Ou--Mandel (HOM) interference in a fiber-integrated $4\times4$ multiport beam splitter. By extracting the center position of HOM interference dips and peaks across all twelve core-pair combinations, we obtain individual ICS values with a demonstrated precision of $\pm0.11\,$ps, limited by the delay-stage positioning uncertainty. The root-mean-square ICS grows as $σ_τ(L) = κ\sqrt{L}+c$ with $κ= 48.7 \pm 2.5\,\mathrm{ps}/\!\sqrt{\mathrm{km}}$ and $c = 9.76 \pm 1.2\,$ps, over fiber lengths from $7.7\,$m to $1300\,$m. This first direct validation of the stochastic random-walk scaling across a length range spanning laboratory to field-deployed scales was made possible by HOM's immunity to first-order path fluctuations, which renders classical interferometric methods impractical for long installed fibers. The demonstrated $\pm0.11\,$ps precision represents a $\sim\!180$-fold improvement over correlation optical time-domain reflectometry (C-OTDR), the standard method for long-fiber ICS characterization. Fisher information analysis establishes a fundamental Cramér--Rao precision limit in the femtosecond range, indicating further improvement is achievable with better delay control. These results establish a practical platform for characterising timing uniformity in MCF-based networks for both quantum and classical space-division multiplexed applications.
• Abstract（参考訳）: マルチコアファイバ(MCF)のコア間の差分群遅延であるICS(Inter-core skew)は、古典的な空間分割多重通信と量子フォトニックネットワークの両方にとって重要なパラメータである。 2光子Hong-Ou-Mandel(HOM)干渉を用いた市販4コアファイバにおけるICSの高精度測定を行った。 HOM干渉ディップスの中心位置とピークを12個のコアペアの組み合わせで抽出することにより、遅延ステージ位置の不確実性によって制限された$\pm0.11\,$psの精度で個々のICS値を得る。 根平均二乗ICSは、$σ_τ(L) = κ\sqrt{L}+c$が$κ= 48.7 \pm 2.5\,\mathrm{ps}/\! \sqrt{\mathrm{km}}$ and $c = 9.76 \pm 1.2\,$ps, over fiber lengths from 7.7\,$m to $1300\,$m. この最初の確率的ランダムウォークスケーリングの直接的検証は、HOMの1次経路ゆらぎへの免疫によって可能となり、長い設置繊維では古典的干渉法は実用的ではない。 デモされた$\pm0.11\,$psの精度は$\sim\! 長繊維ICSキャラクタリゼーションの標準手法である相関光時間領域反射法(C-OTDR)による180$Dの改良 漁業情報分析は、フェムト秒範囲における基本的なクラメール・ラオ精度限界を確立し、さらなる改善がより優れた遅延制御によって達成可能であることを示す。 これらの結果は、量子空間分割多重アプリケーションと古典空間分割多重アプリケーションの両方に対して、MCFベースのネットワークにおけるタイミング均一性を特徴付ける実用的なプラットフォームを確立する。

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