論文の概要: 80 Channel Photon Pair Source from a Thin-Film Lithium Niobate Racetrack Microresonator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.16575v1
- Date: Sat, 18 Jul 2026 01:20:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-21 18:48:37.190434
- Title: 80 Channel Photon Pair Source from a Thin-Film Lithium Niobate Racetrack Microresonator
- Title（参考訳）: 薄膜窒化リチウム競馬場マイクロ共振器からの80チャンネル光子対
- Abstract要約: X-カット薄膜のニオブ酸リチウム(TFLN)は、その2階の強い光非線形性で顕著である。
我々は、CとLの光バンドにまたがる80個の光子対チャネルを持つXカットTFLN上の光子対源を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Nanophotonic platforms have multiple properties and features desirable for producing correlated photon pairs. In these platforms, spontaneous parametric down-conversion (SPDC) and spontaneous four-wave-mixing (SFWM) have been used to achieve photon pair production. By placing the nonlinear region in a resonant cavity, the source obtains an enhanced nonlinear interaction and naturally filters out photons by frequency according to the cavity linewidth. Among various platforms, X-cut thin-film lithium niobate (TFLN) stands out for its strong second-order optical nonlinearity ($χ^{(2)}$) and access to a strong platform for modulating light. Although previously demonstrated, present sources are limited in their photon pair channel availability, limiting the potential of quantum applications in quantum information processing, communication, and sensing that can scale in robustness by having access to multiple photon pair channels. To this end, we demonstrate a photon pair source on X-cut TFLN with 80 measured photon pair channels spanning the C and L optical bands with a frequency spacing of 49.5 GHz between photons. We characterize the second-order correlation function and pair generation rate (PGR) of 80 channels, the highest number of channels demonstrated to date, and achieve a pair generation of 125.7 kHz / μW after accounting for the cavity's escape efficiency. We also demonstrate heralded single photon operation by calculating a heralded auto-correlation dip of 0.0544 $\pm$ 0.0054 with 2.2 mW of on-chip pump power. These findings demonstrate the promise of X-cut TFLN as a strong platform for quantum optical applications.
- Abstract（参考訳）: ナノフォトニックプラットフォームは複数の性質を持ち、相関した光子対を作るのに適している。
これらのプラットフォームでは、光子対生成のために自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)と自然四波混合(SFWM)が用いられている。
共振器内に非線形領域を配置することにより、増幅された非線形相互作用を求め、共振器線幅に応じて自然に光子をフィルタリングする。
様々なプラットフォームにおいて、Xカット薄膜のニオブ酸リチウム(TFLN)は、強い2階の光学非線形性と光を調節する強力なプラットフォームへのアクセスを際立たせている。
これまで実証されたものの、現在のソースは光子対チャネルの可用性に制限されており、複数の光子対チャネルにアクセスすることで堅牢なスケールが可能な量子情報処理、通信、センシングにおける量子応用の可能性を制限する。
この目的のために、光子間49.5GHzの周波数間隔で、CとLの光バンドにまたがる80個の光子対チャネルを持つXカットTFLN上の光子対源を実証した。
我々は,80チャンネルの2次相関関数とペア生成率(PGR)を特徴付け,キャビティの脱出効率を考慮した125.7kHz/μWのペア生成を実現した。
また,0.0544$\pm$ 0.0054の自己相関ディップと2.2mWのオンチップポンプパワーを計算し,単光子動作を実証した。
これらの結果は、量子光学応用のための強力なプラットフォームとしてのXカットTFLNの可能性を実証している。
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