Waiting
Procesando inicio de sesión ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Et fotoniske system for å generere ubetinget polarisering-viklet fotoner basert på flere Quantum forstyrrelser

Published: September 5, 2019 doi: 10.3791/59705

Summary

Vi beskriver et optisk system for generering av ubetinget polarisering-viklet fotoner basert på flere Quantum forstyrrelser effekter med en deteksjon ordning for å anslå eksperimentell troskap generert viklet fotoner.

Abstract

Vi presenterer en høy-ytelse kilde til betingelsesløs polarisering-viklet fotoner som har en høy-utslipp rate, en bredbånds distribusjon, er utartet og postselection gratis. Egenskapen for kilden er basert på flere kvante forstyrrelser effekt med en rundtur konfigurasjon av en Sagnac interferometer. The Quantum interferens effekter gjør det mulig å bruke høy generasjons effektiviteten av polarisering-viklet fotoner å behandle parametrisk ned-konvertering, og separate utartet Foton parene i ulike optiske moduser uten en postselection Kravet. Prinsippet for det optiske systemet ble beskrevet og eksperimentelt brukes til å måle troskap og Bell parametre, og også for å karakterisere den genererte polarisering-viklet inn fotoner fra minimum seks kombinasjoner av polarisering korrelert data. Den eksperimentelt innhentet troskap og Bell parametre overskredet den klassiske lokale korrelasjon grensen og er klare bevis for generering av ubetinget polarisering-viklet inn fotoner.

Introduction

Den viklet staten fotoner har tiltrukket seg stor interesse for studiet av lokal realisme i kvanteteorien og romanen anvendelser av Quantum kryptografi1, Quantum tett koding2, Quantum repeater3, og Quantum teleportering4. Spontan parametrisk ned-konvertering (SPDC) er en andre-Order ikke-lineær prosess som har blitt introdusert til direkte produsere viklet Foton parene i polarisering statene. På grunn av den nylige utviklingen i kvasi-fase-samsvarende teknikker, den periodisk staking KTiOPO4 (ppKTP) og LiNbO3 (ppLN) har blitt en standard teknikk5. Flere typer forviklinger kilder er utviklet ved å kombinere disse ikke-lineære krystaller med en Sagnac interferometer6,7,8. Spesielt, ordningen med ortogonalt polarisert Foton parene innhentet av type-II SPDC gjør det mulig å generere ubetinget polarisering-viklet fotoner og også separate utartet polarisering-viklet Foton parene i ulike optiske moduser uten postselective deteksjon7.

I kontrast, type-0 SPDC har fordelen av et enkelt oppsett og en høy-utslipp ratio av Foton par9. Dessuten, det utviklet Foton parene inne type-0 SPDC viser en mange bredere båndbredden enn fotoner av type-II SPDC. Den totale Foton-pair produksjonsrate per enhet pumpe makt er to størrelsesordener høyere på grunn av sin store båndbredde8. En stor båndbredden av korrelert Foton parene innrømmer en meget kort tilfeldighet tid imellom det oppdaget Foton parene. Denne egenskapen har ført til flere potensielle applikasjoner som Quantum optiske sammenheng tomografi10, for å oppnå UltraShort timelige sammenhenger gjennom ikke-lineær interaksjon med strømmen av viklet inn fotoner11, metrologi metoder ved hjelp av svært smale dukkert i Quantum interferens12, Quantum Klokkesynkronisering13, time-frekvens forviklinger måling14, og multimode frekvens forviklinger15. Men ordningen med vanlige type-0 SPDC krever betinget gjenkjenning ordninger6 eller bølgelengde filtrering8 eller romlig-modus filtrering for å skille den genererte polarisering-viklet inn fotoner16.

Vi innså en ordning som tilfredsstiller egenskapene til både type-0 og type-II SPDC samtidig basert på flere kvante forstyrrelser prosesser17. Detaljene i det optiske systemet ble beskrevet og eksperimentelt brukes til å måle parametrene som karakteriserer de genererte polarisering-viklet fotoner ved hjelp av et minimum antall eksperimentelle data.

The Jones Vector av horisontal (H) og vertikal (V) polarisering staten kan skrives som Equation 1 og. Equation 2 Alle mulige rene polarisering stater er konstruert av sammenhengende superpositions av disse to polarisering stater. For eksempel representeres diagonal (D), anti-diagonal (A), høyre-sirkulære (R) og venstre-sirkulære (L) lys:

Equation 3,

Equation 4, (1)

Equation 5Og

Equation 6,

H og V kalles rettlinjet polarisering baser. D og A kalles Diagonal polarisering baser. R og L kalles sirkulær polarisering baser. Disse rene og også blandede tilstander av polarisering kan representeres av tetthet matriser basert på H-og V-polarisering baser18.

Drifts prinsippet for ordningen er vist i figur 1a-e. Laseren injiseres i en polarisering Sagnac interferometer består av en polarisert stråle splitter (PBS), to halv-bølge plater satt til 45o (HWP1) og 22,5o (HWP2), en ppKTP krystall, og speil. Den polarisering optikk med dette oppsettet arbeidet for både Bølgelengden av pumpen laser feltet og ned-konvertert fotoner.

H-komponenten til pumpe laseren passerer gjennom PBS som vist i figur 1a og runde turer oppsettet i en klokke (CW) retning. Polarisering av pumpen laser var invertert til diagonal (D) tilstand gjennom HWP2. Her V-komponenten av pumpen laseren fungerer for ned-konvertering, og de genererte fotoner er V-polarisert med type-0 SPDC. Den SPDC polarisering tilstand generert Foton parene kan representeres som:

Equation 7 2

Den ned-konverterte Foton parene er H-polarisert gjennom HWP1 satt til 45o som vist i figur 1B, og polarisering staten blir:

Equation 8. 3

Pumpen laserstrålen igjen injisert den omvendte Foton parene i ppKTP. Det utviklet Foton parene fra sekundet SPDC er begge to V-polarisert og superposed med det Foton parene utviklet av det for det første SPDC for en kollineare optisk måte idet vist skikkelsen 1C. Polarisering tilstand av Foton parene etter den andre SPDC er representert som:

Equation 94

hvor Equation 10 er den relative fasen mellom Foton paret fra første og andre SPDC. Fasen varierer ikke med tiden fordi det er bestemt av HWP1's materiale dispersjon mellom pumpen laser og ned-konverterte fotoner, og justerbar ved å vippe HWP1. H (V)-polarisering tilstand av ned-konverterte fotoner var invertert til A (D) tilstand som vist i (1). Den polarisering tilstand av output Foton par fra HWP2 er representert som:

Equation 115

Når fasen Equation 12 er satt ved å vippe HWP1, gjenstår bare den første perioden av staten (5) som vist i figur 1d. Dette er kvante forstyrrelser prosessen som tilsvarer den omvendte Hong-ou-mandel (HOM) forstyrrelser prosessen av polarisering baser19. Når H-Foton går gjennom PBS og V-Foton gjenspeiles av PBS, polarisering tilstand av output Foton parene fra PBS er representert som Equation 13 for optiske Mode1 og 2 som vist i figur 1e.

Motsatt, V-komponenten av pumpen laser ble reflektert av PBS som vist i figur 1F og runde utløst i en mot urviseren (mot venstre) retning. Gjennom lignende flere type-0 SPDC prosesser og unitary transformasjoner, polarisering tilstand utdataene fra PBS blir Equation 14 . Når polarisering tilstand pumpen laser ble utarbeidet i diagonal (D) tilstand, den relative fase mellom H-og V-komponenter av pumpen laseren var null. Derfor er utdata-status generert fotoner fra CW og mot klokken superposed med samme amplituder og representert som:

Equation 15.  6

Output staten er en polarisering-viklet tilstand kjent som en av de Bell statene og kan konverteres til andre tre stater ved hjelp av polarisering optikk elementer7. Ved hjelp av relasjonen vist i (1), kan utgangs Equation 16 tilstanden representeres av diagonale polarisering baser som:

Equation 17og ved sirkulær polarisering baser som: Equation 18 .

Protocol

Den innførte prosedyren omfatter fire stadier ved bruk av det samlede eksperimentelle oppsettet vist i figur 2. Den første fasen var utarbeidelse av pumpen laser for SPDC. I den andre fasen, den optiske interferometer-Sagnac interferometer ble bygget ved hjelp av en ikke-lineær krystall og optiske polarisering komponenter. Den sammentreff måle prosedyre ved hjelp av elektriske komponenter som vises i Figur 3 ble beskrevet i den tredje fasen. Endelig, den faktiske Foton korrelasjon data som vises i Figur 4 ble brukt til å anslå troskap og Bell parametre for den genererte ubetinget polarisering-viklet fotoner.

1. konfigurering av pumpe laseren

  1. Slå på 405 NM rist-stabilisert single-frekvens laser diode. Juster utgangseffekten til et par mW ved å redusere input elektrisk strøm til laser diode og av nøytral tetthet filtre.
  2. Konstruere en utvendig hulrom mellom overflaten av laser diode og holografisk rist (3 600 mm− 1) for å realisere en enkelt-frekvens operasjon referert til som en spektrometer. Plasser holografisk rist ca 45o mot laser diode overflaten og langsomt flytte skruen for å justere graden, og maksimere utgangseffekten fra hulrommet ved å henvise til bildet av strålen.
  3. Par en laser til polarisering-opprettholde optisk fiber (PMF) for å kjøre en enkelt romlig-modus operasjon. Juster fiber koblings skruene for å maksimere utgangseffekten fra PMF ved hjelp av en kraftmåler.
  4. Collimate ut laseren fra PMF med en fiber koblings linse. Channel utdataene laser gjennom en isolator inn i sentrum av halv-bølge plate (HWP), en kvart bølge plate (QWP), og en Short-pass dichroic speil (DM) som vist i figur 2. For det formål å generere polarisering-viklet fotoner med staten som i (6), angi polarisering tilstand av pumpen laser med diagonal (D) ved å sette HWP til 22,5o, og QWP til 0o.

2. bygging av henvise oppsett

  1. Plasser en dichroic speil (DM), et vanlig speil, en PBS, og en ppKTP krystall med dimensjoner: 10 mm lang (krystallografisk x-aksen), 10 mm bred (y-akse), og 1 mm tykk (z-akse) som vist i figur 2. PBS opererer på både Bølgelengden av laseren (405 NM) og at av ned-konverterte fotoner (810 NM). Den Poling perioden av ppKTP krystall er 3,425 Equation 19 som er designet for kollineare type-0 SPDC med 405 NM laser pumpe og har en anti-refleksjon belegg på begge bølgelengder.
  2. Juster PBS og speilene ved hjelp av pumpe laseren (405 NM) og en referanse laser (810 NM). Siden lengden fra innspill til produksjon av interferometer er ca 600 mm, gjør overført og reflektert lys fra PBS parallelt for mer enn 600 mm (ønskelig for et par meter) for å gjøre romlig modus matchings.
  3. Plasser HWP1 og HWP2 i oppsettet. De opererer på både 405 NM og 810 NM bølgelengder. Juster HWPs for å være vinkelrett på hendelses lyset ved hjelp av det reflekterte lyset fra overflaten. Sett vinkelen på HWP1 til 45o og HWP2 til 22,5o
  4. Plasser en refleks i oppsettet. Juster plasseringen av refleks slik at med klokken (CW) og referanse bjelkene mot klokken (venstre) er i samme romlig modus. Plasser lade koblet enhet (CCD) kameraer på modus 1 og 2 i figur 2 for å henvise strålen profilering bilder fra utdataene for interferometer. Juster speil-og refleks for å gjøre romlig modus samsvarende ved å henvise til profilering bildene på kameraet.
  5. Plasser en fokus linse mellom QWP for laser og DM. Siden lengden fra innspill til produksjon av interferometer er ca 600 mm, velger du et objektiv med en fokus lengde på 300 mm. empirisk sette fokuspunktet for input laser pumpen å ikke være på nøyaktig midtpunktet i interferometer men å være rundt generasjonen POS intuisjon av den andre SPDC å gjøre samme nivå generasjon effektivitet av ned-konverterte fotoner mellom første og andre SPDC.
  6. Fjern CCD-kameraet og plasser QWPs, polarisatorer (POLs), forstyrrelser filtre (IFs) med en 810 NM senter og 3 NM båndbredde i modus 1 og 2 som vist i figur 2. Juster de optiske elementene slik at de er vinkelrett på hendelses lyset ved hjelp av det reflekterte lyset. Par referansen laserstråler til multimode fibre ved hjelp av fiber koblinger for deteksjon.
  7. Plasser en 300 mm fokus linse mellom DM og QWP i modus 1 og modus 2. Gjør output referanse laserstråler til collimate for deteksjon.
  8. Forbinde det multimode fibre å det enkelt-Foton opptellingen moduler (SPCMs) bygget fra Silicon (si) snøskred photodiodes. Slå av referanse laseren. Slå på SPCMs i mørkerommet tilstand, og telle ned-konverterte fotoner.
  9. Juster temperaturen på ppKTP krystall montert på en temperatur kontroller ved å referere til telle hastigheter på ned konverterte fotoner. Riktig temperatur er vanligvis 25-30 ° c.
  10. Juster vippe vinkelen på HWP1 for å maksimere telle raten for ned konverterte fotoner. Hvis telle ratene er for svake, måler du antallet uten de optiske elementene i modus 1 og 2.

3. måling prosedyre av tilfeldigheter teller

  1. Velg polarisering baser i modus 1 og 2 for å måle hendelsen polarisering-viklet fotoner bruker POLs og QWPs som vist i Figur 3. For måling av hendelses-Foton med H (V) base, sett QWP til 0o og Pol til 0o (90o). For måling av hendelsen Foton med D (A) base, sette QWP til 0o og POLtil 45 o (-45o). For måling av hendelsen Foton med R (L) base, sett QWP til 45o (-45o) og Pol til 0o.
  2. Koble transistor-transistor logikken (TTL) signal generert fra SPCM i modus 2 til startsignalet input av en tid-til-amplitude omformer (TAC), og signalet i modus 1 til stopp signalinngangen etter at den har passert gjennom den elektriske forsinkelsen linjen (Delay). TAC genererer elektriske signaler fra 0 til 10 V som tilsvarer tidsforsinkelsen mellom to signaler.
    1. I dette eksperimentet, angi tidsforsinkelsen ΔT AS 50 NS ved å velge forsinkelsen linje pinnene. Angi visning av PC for å vise 100 NS tidsintervall ved å sette skiven på TAC. Så TAC genererer 5 V signaler som 50 NS forsinkelse tid gitt av den elektriske forsinkelsen linjen. Derfor de 5 V signalene tilsvarer tilfeldigheter på 0 NS forsinkelse tid av faktiske pulser som kommer fra SPCMs. Den tilfeldigheter på 0 NS forsinkelsestid vises i midten av displayet tidsområdet som vist i Figur 3.
  3. Klikk på Start knappen til programvaren, kalt MAESTRO-32, for å måle puls høyde fordelingen og registrere fordelingen med en datastyrt (PC) flerkanals analysator (MCA). I dette eksperimentet, angi måle tiden for TAC for 30 s. analyser høyden fordelingen av TAC pulser fra 0 til 10 V som tilsvarte en-50 til 50 NS forsinkelsestid mellom hendelsen fotoner og SPCMs av innstillingen beskrevet i trinn 3,2.
  4. Etter å ha registrert pulsen høyde fordelingen, få pulsen høyde distribusjonsdata for flere polarisering baser som vist i Figur 4. Velg tidsvinduet som skal vurderes for tilfeldigheter, for analyzation av dataene. Siden bredden på pulsen toppen bestemmes av SPCM oppløsning tid på ~ 1 NS, er det tilfeldigheter tid vinduet nødvendig å være større enn oppløsningen tid.
    1. I dette eksperimentet, velger sammentreff tid vinduet til å være 10 NS. Anslå tilfeldigheter teller ved å integrere området av tidsvinduet.

4. estimering prosedyre av Fidelity og Bell parametere

  1. Bestem polarisert andre-Order sammenhenger Equation 21 og kryss-polarisert andre-Order sammen Equation 22 henger, Equation 23 der refererer til polarisering statene H, D, og R, og Equation 24 refererer til Cross-polarisering stater V, A, og L. Skaff disse funksjoner ved å dele den målte tilfeldighet Equation 25 teller med bakgrunnen nivå Equation 26 . Figur 4 viser faktisk målt puls høyde fordeling av tilfeldighet teller med flere polarisering baser for 30-årene.
    Merk: for eksempel, tilfeldigheter teller med polarisering base HH gir Equation 27 Count/30 s for tilfeldighet vindu 10 NS. Gjennomsnittlig tilbake bakkenivå for sammentreff vinduet er beregnet som 4,3 Count/30 s. Siden andre-Order sammenhenger er gitt Equation 28 av den polariserte andre-Order korrelasjon funksjoner med POLARISERING base HH blir Equation 29 . Tilsvarende andre-Order korrelasjon funksjoner med andre polarisering baser er gitt som: Equation 30 , og Equation 31 og kryss-polarisert andre-Order korrelasjon funksjoner som: Equation 32 og Equation 33 .
  2. Bestemme graden av polarisering korrelasjon mellom to fotoner for tre polarisering baser definert av20,21:
    Equation 347
    der Equation 35 refererer til polarisering baser av rettlinjet (H og V), diagonal (D og A), og sirkulær (R og L) baser. Den målte andre-Order korrelasjon funksjoner gi graden av hver polarisering baser som følger: Equation 36 , og. Equation 37
  3. Bestem nøyaktigheten av genererte viklet fotoner. Beregne troskap av polarisering-viklet staten med hensyn til staten (6) i tre baser20,21:
    Equation 38
    Den målte grader av polarisering korrelasjon var Equation 39 . Antallet overskredet den klassiske polarisering korrelasjons grensen på 0,50.
  4. Bestem Bell parametrene av de genererte viklet fotoner21. Beregn parametrene fra polarisering sammenhenger som følger 19,20:
    Equation 40
    Equation 41
    Equation 42
    Den målte baser av polarisering korrelasjon var Equation 43 . Disse tallene overskrider den klassiske parameter grensen på 2 og krenker Bell-ulikhet.

Representative Results

Den optiske systemet for å generere ubetinget viklet fotoner for polarisering stater basert på flere Quantum forstyrrelser og deteksjon ordninger for å anslå eksperimentell troskap ved polarisering korrelasjon av genererte Foton parene ble diskutert. Den anslåtte gjengivelsen av de genererte fotoner oversteg den klassiske lokale korrelasjons grensen på 0,50. De målte Bell-parametrene oversteg den klassiske parameter grensen på 2 og krenket Bell-ulikhet. I denne utredningen, tilfeldighet målinger innhentet fra et minimum av seks kombinasjoner av polarisering baser ble brukt til å evaluere disse parametrene. Videre er det mulig å fullstendig rekonstruere tettheten matrise av de genererte polarisering-viklet inn fotoner via Quantum State tomografi, som krever tilfeldighet målinger av 16 kombinasjoner av polarisering baser18.

Figure 1
Figur 1 : Skjematisk av en integrert dobbel-pass polarisering Sagnac interferometer. (a) generering av Foton parene etter den første spontane parametrisk ned-konvertering (SPDC). (b) polarisering rotasjon av Foton parene med en halv bølge plate (HWP1). (c) generering av Foton parene etter den andre SPDC. (d) Quantum interferens mellom Foton parene av den første og andre SPDC av HWP2. (e) output Foton-par som er produsert i retning med klokken (CW). (f) output Foton-par som produseres i retningen mot urviseren (mot klokken). Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2:samlet optisk system for generering av ubetinget polarisering-viklet fotoner. Den første halv bølge plate (HWP) og en kvart bølge plate (QWP) brukes til å sette polarisering tilstand av pumpen laser passerer gjennom polarisering-opprettholde optisk fiber (PMF). Output fotoner ble sendt gjennom linser, QWPs, polarisatorer (POLs), og interferens filtre (IFs) i modus 1 og 2, og oppdaget av single-Foton telle moduler (SPCM). Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3 : Samlet sammentreff deteksjon system for den genererte polarisering-viklet fotoner. Den elektriske signaler fra SPCM ble brukt til å starte og stoppe signalet av tid til amplitude omformer (TAC) gjennom en elektrisk forsinkelse linje (Delay). Puls høyde fordelingen innhentet fra tidsforskjellen ble analysert med en datastyrt (PC) flerkanals analysator (MCA). Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4 : Målt tidsforskjell distribusjoner med parallelle og ortogonale polarisator innstillinger. Kombinasjonene er horisontale (H), vertikale (V), diagonal (D), anti-diagonal (A), høyre-sirkulære (R) og venstre-sirkulære (L) polarisering baser. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Discussion

Det kritiske trinnet i protokollen er hvordan å maksimere troskap av de genererte polarisering viklet fotoner. Den estimerte troskap og Bell parametrene er foreløpig begrenset, hovedsakelig fordi vi brukte multimode fibre for å samle den genererte viklet fotoner. Den vippe av HWP1 påvirket Høydeforskjellen i romlige moduser mellom fotoner av første og andre SPDC og forårsaket en romlig-modus feil på utdataene for Sagnac interferometer. Gjengivelsen er forventet å være høyere når du bruker single-modus fibre som filtrerer ut den romlige-modus-overlappende området av den genererte første og andre SPDC fotoner. Videre påvirket den birefringence effekten av ppKTP krystall modus ikke samsvar mellom første og andre SPDC fotoner. I fremtiden kan vi muligens forbedre parametrene ved hjelp av ekstra kompensasjon krystaller.

Betydningen av protokollen er å realisere flere egenskaper samtidig med hensyn til eksisterende metode. Kilden til polarisering viklet fotoner med protokollen har en høy-utslipp rente, er fordervet, har en bredbånds distribusjon, og er etter utvalg gratis. Den karakteristiske fordelen med protokollen er basert på flere Quantum forstyrrelser ved hjelp av en dobbel-pass polarisering Sagnac interferometer. Fotoniske systemet gjør det mulig å bruke den store generasjonen effektiviteten av polarisering viklet fotoner og å skille fordervet Foton parene i ulike optiske moduser uten krav om postselection. Systemet med høy ytelse polarisering viklet fotoner kan anvendes for romanen fotoniske Quantum Information Technologies1,2,3,4.

Disclosures

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Acknowledgments

Denne forskningen ble støttet av Research Foundation for opto-Science and Technology, Japan. Vi takker til Dr. Tomo Osada for nyttige diskusjoner.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
300mm fous lens Thorlabs. INC. AC254-300-B
405nm LD Digi-Key Electronics NV4V31SF-A-ND
Delay line Ortec INC. DB463
Dichroic mirror (DM) Midwest Optical Systems INC. SP650-25.4
Half-wave plate (HWP) for 405nm Thorlabs. INC. WPH05M-405
Half-wave plate (HWP) for dual wavelengths Meadowlark Co. DHHM-100-0405/0810?
Interference filter (IF) IDEX Health & Science, LLC LL01-808-12.5
Multi-channel analyzer (MCA) Ortec INC. EASY-MCA-2K MAESTRO-32 software
Polarization-maintaining fiber Thorlabs. INC. P1-405BPM-FC-1
Polarizer (POL) Meadowlark Co. G335743000
ppKTP crystal RAICOL CRYSTAL LTD. Type-0, 3.425 microns period
Quarter-wave plate (QWP) for 808nm Thorlabs. INC. WPQ05M-808
Quarter-wave plate (QWP) for 405nm Thorlabs. INC. WPQ05M-405
Retroreflector Newport Co. U-BER 1-1S
Single photon counting Module (SPCM) Laser Cpmponents LTD. Count -100C-FC FC connecting
Time-to-amplitude converter (TAC) Ortec INC. 567

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ekert, A. K., et al. Quantum cryptography based on Bell's theorem. Physical Review Letters. 67, 661-663 (1991).
  2. Mattle, K., Weinfurter, H., Kwiat, P. G., Zeilinger, A. dense coding in experimental quantum communication. Physical Review Letters. 76, 4656-4659 (1996).
  3. Pan, J. W., Bouwmeester, D., Weinfurter, H., Zeilinger, A. experimental entanglement swapping: entangling photons that never interacted. Physical Review Letters. 80, 3891-3894 (1998).
  4. Bouwmeester, D., et al. Experimental quantum teleportation. Nature. 390, 575-579 (1997).
  5. Armstrong, D. J., Alford, W. J., Raymond, T. D., Smith, A. V. Absolute measurement of the effective nonlinearities of KTP and BBO crystals by optical parametric amplification. Applied Optics. 35, 2032-2040 (1996).
  6. Shi, B. S., Tomita, A. Generation of a pulsed polarization entangled photon pair using a Sagnac interferometer. Physical Review A. 69, 013803 (2004).
  7. Kim, T., Fiorentino, M., Wong, F. N. C. Phase-stable source of polarization-entangled photons using a polarization Sagnac interferometer. Physical Review A. 73, 012316 (2006).
  8. Steinlechner, F., et al. Efficient heralding of polarization-entangled photons from type-0 and type-II spontaneous parametric downconversion in periodically poled KTiOPO4. Journal of the Optical Society of America B. 31, 2068 (2014).
  9. Steinlechner, F., et al. Phase-stable source of polarization-entangled photons in a linear double-pass configuration. Optics Express. 21, 11943-11951 (2013).
  10. Okano, M., et al. 0.54 resolution two-photon interference with dispersion cancellation for quantum optical coherence tomography. Scientific Reports. 5, 18042 (2015).
  11. Dayan, B., Pe'er, A., Friesem, A. A., Silberberg, Y. Nonlinear interactions with an ultrahigh flux of broadband entangled photons. Physical Review Letters. 94, 043602 (2005).
  12. Nasr, M. B., et al. Ultrabroadband biphotons generated via chirped quasi-phase-matched optical parametric down-conversion. Physical Review Letters. 100, 183601 (2008).
  13. Giovannetti, V., Lloyd, S., Maccone, L., Wong, F. N. C. Clock synchronization with dispersion cancellation. Physical Review Letters. 87, 117902 (2001).
  14. Hofmann, H. F., Ren, C. Direct observation of temporal coherence by weak projective measurements of photon arrival time. Physical Review Letters A. 87, 062109 (2013).
  15. Mikhailova, Y. M., Volkov, P. A., Fedorov, M. V. Biphoton wave packets in parametric down-conversion: Spectral and temporal structure and degree of entanglement. Physical Review A. 78, 062327 (2008).
  16. Jabir, M. V., Samanta, G. K. Robust, high brightness, degenerate entangled photon source at room temperature. Scientific Reports. 7, 12613 (2017).
  17. Terashima, H., Kobayashi, S., Tsubakiyama, T., Sanaka, K. Quantum interferometric generation of polarization entangled photons. Scientific Reports. 8, 15733 (2018).
  18. Altepeter, J. B., Jeffrey, E. R., Kwiat, P. G. Photonic state tomography. Advances In Atomic, Molecular, and Optical Physics. 52, 105-159 (2005).
  19. Hong, C. K., Ou, Z. Y., Mandel, L. Measurement of subpicosecond time intervals between two photons by interference. Physical Review Letters. 59, 2044-2046 (1987).
  20. Hudson, A. J., et al. Coherence of an Entangled Exciton-Photon State. Physical Review Letters. 99, 266802 (2007).
  21. Young, R. J., et al. Bell-Inequality Violation with a Triggered Photon-Pair Source. Physical Review Letters. , 102 (2009).

Tags

Engineering polarisering-viklet fotoner parametrisk ned-konvertering type-0 type-II Quantum interferens Sagnac interferometer rundtur konfigurasjon
Et fotoniske system for å generere ubetinget polarisering-viklet fotoner basert på flere Quantum forstyrrelser
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Terashima, H., Sato, Y., Kobayashi,More

Terashima, H., Sato, Y., Kobayashi, S., Tsubakiyama, T., Nozaki, R., Kubo, S., Osada, T., Sanaka, K. A Photonic System for Generating Unconditional Polarization-Entangled Photons Based on Multiple Quantum Interference. J. Vis. Exp. (151), e59705, doi:10.3791/59705 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter