論文の概要: Mode-selective nonlinear interference for high-brightness and high-purity fiber-coupled SPDC sources
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.23836v1
- Date: Mon, 22 Jun 2026 18:17:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-24 22:16:48.623806
- Title: Mode-selective nonlinear interference for high-brightness and high-purity fiber-coupled SPDC sources
- Title（参考訳）: 高輝度・高純度ファイバ結合SPDC源に対するモード選択非線形干渉
- Authors: Carlos Sevilla-Gutiérrez, Purujit Singh Chauhan, Varun Raj Kaipalath, Fabian Steinlechner,
- Abstract要約: カスケード型2結晶型SPDC光源の非線形干渉は、SPDC放出のモーダル構造を設計するために用いられる。
これらの改善は、非線形干渉計における空間スペクトルSPDCモードのモード選択的干渉から生じる。
- 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: Single-mode-fiber-coupled spontaneous parametric down-conversion (SPDC) sources are a key resource for photonic quantum technologies, but in single-crystal geometries brightness, heralding efficiency, and spectral purity remain constrained by intrinsic trade-offs. Here, we show how nonlinear interference in a cascaded two-crystal type-II SPDC source can be used to engineer the modal structure of SPDC emission, improving the brightness--heralding-efficiency trade-off by more than one order of magnitude beyond the single-crystal limit. We further demonstrate two routes to near-unity spectral purity while retaining high brightness and/or heralding efficiency, even with standard periodically poled crystals, and study the additional advantages of aperiodic poling with Gaussian phase matching. Using a spectrally resolved Laguerre--Gauss modal decomposition, we show that these improvements arise from mode-selective interference of spatial-spectral SPDC modes within the nonlinear interferometer. We experimentally validate the model through sum-frequency-generation measurements of the spatial-spectral state.
- Abstract（参考訳）: 単モードファイバー結合型自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)は、フォトニック量子技術の鍵となる資源であるが、単結晶の輝度、遮蔽効率、スペクトル純度は、固有のトレードオフによって制限されている。
ここでは, カスケード型2結晶型SPDC光源の非線形干渉がSPDC放射の変調構造を設計し, 輝度-重み付け効率のトレードオフを, 単結晶限界を超える1桁以上改善することを示す。
さらに、標準偏極結晶であっても、高輝度および/または遮蔽効率を維持しつつ、ほぼ均一なスペクトル純度への2つの経路を実証し、ガウス位相マッチングによる非周期性ポーリングのさらなる利点について検討した。
スペクトル分解したLaguerre-Gaussモード分解を用いて、非線形干渉計内での空間スペクトルSPDCモードのモード選択干渉により、これらの改善が生じることを示す。
本研究では,空間スペクトル状態の総周波数生成測定によりモデルの有効性を実験的に検証した。
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