論文の概要: Demonstration of a Monolithic and Fully Telecom-Fiber-Compatible Tunable Source of Polarization Entangled Photon Pairs Based on a van der Waals Material
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.21874v1
- Date: Sat, 20 Jun 2026 04:24:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-26 02:29:15.785879
- Title: Demonstration of a Monolithic and Fully Telecom-Fiber-Compatible Tunable Source of Polarization Entangled Photon Pairs Based on a van der Waals Material
- Title（参考訳）: バンデルワールス材料を用いた偏光結合型光子対のモノリシック・完全繊維適合性源の実証
- Authors: Benjamin Laudert, Fatemeh Abtahi, Duk Choi, Dragomir Neshev, Falk Eilenberger,
- Abstract要約: 近赤外光通信用光子対の単一モード光ファイバー源を提案する。
4つの最大絡み合ったベル状態のうち2つの状態と、完全に共分極されたペアを生成することができる。
- 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: We present a tunable, single-mode-optical-fiber-based source of polarization entangled photon pairs for the near-infrared telecommunication band that is deployable in standard infrastructure. The photon pairs are generated via spontaneous parametric down-conversion (SPDC) in a submicron-scale thin film of the inversion-broken rhombohedral polytype of the transition metal dichalcogenide molybdenum disulfide (3R-MoS$_2$), located between two fiber connectors. By exploiting the intrinsic symmetries of the second-order nonlinear susceptibility tensor of 3R-MoS$_2$, this hybrid approach offers control over the generated two-photon polarization state through the incident pump polarization. Most notably, two of the four maximally entangled Bell states, as well as fully co-polarized pairs can be produced. This represents a substantial improvement in terms of tunability and simplicity over established fiber-integrated sources, which require additional optical elements, precise alignment, or careful engineering of design parameters. Additionally, a nonlinear drop in the background photoluminescence signal of 3R-MoS$_2$ is observed at low pump powers, allowing us to reach a coincidences-to-accidentals ratio (CAR) of $(8.3\pm1.8)\times10^{3}$, the highest value recorded for SPDC in van der Waals materials to date.
- Abstract（参考訳）: 我々は、標準インフラに展開可能な近赤外線通信用光子対の波長可変単一モード光ファイバーを用いた光子源を提案する。
光子対は、2つのファイバーコネクタの間に位置する遷移金属ジアルコゲナイドモリブデンジスルフィド(3R-MoS$_2$)の反転破壊性ランボヘドラルポリタイプのサブミクロンスケール薄膜において、自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)を介して生成される。
3R-MoS$_2$の2階非線形感受性テンソルの固有対称性を利用することにより、入射ポンプ偏光による2光子偏光状態の制御が可能になる。
最も顕著なのは、4つの最大に絡み合ったベル状態の2つと、完全に共分極されたペアが生成可能であることである。
これは、光学的要素の追加、正確なアライメント、設計パラメータの慎重なエンジニアリングを必要とする、確立されたファイバー集積ソースに対するチューニング性と簡易性において、大幅に改善されたことを意味する。
さらに、3R-MoS$_2$の背景発光信号の非線形降下は低ポンプパワーで観測され、ファンデルワールス材料で記録されたSPDCの最高値である(8.3\pm1.8)\times10^{3}$の一致事故率(CAR)に達することができる。
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