Waiting
로그인 처리 중...

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

Engineering

Et fotonisk system til generering af betingelsesløs polarisering-viklet fotoner baseret på flere kvante forstyrrelser

Published: September 5, 2019 doi: 10.3791/59705
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Physics, Tokyo University of Science

Summary

Vi beskriver et optisk system til generering af ubetingede polariserings-viklet fotoner baseret på flere kvante interferens effekter med et detektionsskema til at estimere den eksperimentelle pålidelighed af genererede viklet fotoner.

Abstract

Vi præsenterer en højtydende kilde til ubetinget polarisering-viklet fotoner, der har en høj-emission sats, en bredbånds distribution, er degenereret og postselection gratis. Egenskaben af kilden er baseret på den multiple Quantum interferens effekt med en rundtur konfiguration af en Sagnac interferometer. De kvante interferens effekter gør det muligt at bruge den høje generation effektivitet af polariserings-viklet fotoner at behandle parametrisk ned-konvertering, og adskille degenererede photon par i forskellige optiske tilstande uden en post Selection Krav. Princippet om det optiske system blev beskrevet og eksperimentelt anvendes til at måle troskab og klokke parametre, og også til at karakterisere den genererede polarisering-viklet fotoner fra et minimum af seks kombinationer af polarisering korrelerede data. De eksperimentelt opnåede fidelity og Bell parametre overskredet den klassiske lokale korrelations grænse og er klare beviser for generering af betingelsesløs polarisering-viklet fotoner.

Introduction

Den indviklet tilstand af fotoner har tiltrukket betydelig interesse i studiet af lokale realisme i Quantum teori og nye anvendelser af Quantum kryptografi1, Quantum DENSE kodning2, Quantum repeater3, og Quantum teleportation4. Spontan parametrisk down-Conversion (SPDC) er en anden-Order ikke-lineær proces, der er blevet introduceret til direkte at producere viklet foton par i polariserings tilstande. På grund af den nylige udvikling i kvasi-fase matchnings teknikker er den periodisk stik ktiopo4 (ppktp) og linbo3 (ppln) blevet en standard teknik5. Flere typer af indvikling kilder er udviklet ved at kombinere disse ikke-lineære krystaller med en sagnac interferometer6,7,8. Navnlig giver Ordningen med ortogonalt polariserede foton-par opnået ved type II-SPDC mulighed for at generere ubetingede polariserings-viklet fotoner og også adskille degenererede polariserings-viklet foton-par i forskellige optiske tilstande uden post selektiv detektion7.

I modsætning hertil har type-0 SPDC fordelen ved en enkel opsætning og et højt emissions forhold på photon Pairs9. Desuden viser de genererede photon-par i type-0 SPDC en meget bredere båndbredde end fotoner af type II SPDC. Den samlede photon-pair produktionshastighed pr. enhed pumpeeffekt er to størrelsesordener højere på grund af dens store båndbredde8. En stor båndbredde af korrelerede photon Pairs giver en meget kort tilfældighed tid mellem de detekterede photon Pairs. Denne egenskab har ført til flere potentielle applikationer såsom Quantum optisk kohærens tomografi10, for at opnå ultrakorte tidsmæssige korrelationer gennem ikke-lineære interaktioner med flux af viklet fotoner11, metrologi metoder ved hjælp af den meget smalle dip i Quantum interferens12, Quantum Clock synkronisering13, tidsfrekvens indfiltrning måling14, og multi mode frekvens indfiltrlement15. Men ordningen med almindelig type-0 SPDC kræver betingede detekterings skemaer6 eller bølgelængde filtrering8 eller rumlig-tilstand filtrering for at adskille de genererede polarisering-viklet fotoner16.

Vi indså en ordning, der opfylder egenskaberne for både type-0 og type-II SPDC samtidig baseret på flere Quantum interferens processer17. Detaljerne i det optiske system blev beskrevet og eksperimentelt anvendt til at måle de parametre, der karakteriserer de genererede polariserings-viklet fotoner ved hjælp af et mindste antal eksperimentelle data.

Jones vektor af horisontale (H) og lodrette (V) polariserings tilstand kan skrives som Equation 1 og. Equation 2 Alle mulige rene polariserings tilstande er konstrueret af sammenhængende super positioner af disse to polariserings tilstande. F. eks. repræsenteres Diagonal (D), anti-Diagonal (A), højre-cirkulær (R) og venstre-cirkulær (L) lys henholdsvis af:

Equation 3,

Equation 4, (1)

Equation 5Og

Equation 6,

H og V kaldes de rectilineære polariserings baser. D og A kaldes diagonal polariserings baser. R og L kaldes de cirkulære polariserings baser. Disse rene og også blandede stater i polariseringen kan repræsenteres af massefylde matrixer baseret på H-og V-polariserings baserne18.

Ordningens Funktionsprincip er vist i figur 1a-e. Laseren injiceres i en polarisering Sagnac interferometer består af en polariserende stråle splitter (PBS), to halvbølge plader sat til 45o (HWP1) og 22,5o (HWP2), en ppktp krystal, og spejle. Den polariserings optik med dette setup arbejde for både bølgelængden af pumpen laser felt og ned-konverterede fotoner.

H-komponenten i pumpe laseren passerer gennem PBS som vist i figur 1a og rundture opsætningen i en retning med uret (CW). Polariseringen af pumpe laseren blev inverteret til den diagonale (D) tilstand gennem HWP2. Her V-komponenten af pumpen laser arbejder for ned-konvertering, og de genererede fotoner er V-polariseret med type-0 SPDC. SPDC-polariserings tilstanden for genererede photon-par kan repræsenteres som:

Equation 7.  2

De nedkonverterede photon-par er H-polariseret gennem HWP1 indstillet til 45o som vist i figur 1b, og polariserings tilstanden bliver:

Equation 8. 3

Pumpe laserstrålen injicerede igen de omvendte foton-par i ppKTP. De genererede photon Pairs fra den anden SPDC er begge V-polariserede og overlejret med photon Pairs genereret af den første SPDC for en kollineære optisk tilstand som vist figur 1c. Den polariserings tilstand af foton par efter den anden SPDC er repræsenteret som:

Equation 94

hvor Equation 10 er den relative fase mellem photon pair fra første og anden SPDC. Fasen varierer ikke med tiden, fordi den bestemmes af HWP1's materiale dispersion mellem pumpe laseren og de nedkonverterede fotoner og kan justeres ved at vippe HWP1. H (V)-polariserings tilstanden for de nedkonverterede fotoner blev inverteret til en (D) tilstand som vist i (1). Polariserings tilstanden for output photon pair fra HWP2 er repræsenteret som:

Equation 115

Når fasen Equation 12 indstilles ved at vippe HWP1, er kun den første periode af staten (5) som vist i figur 1d. Dette er den kvante interferens proces, der svarer til den omvendte Hong-ou-mandel (HOM) interferens proces af polariserings baserne19. Når H-foton passerer gennem PBS og V-photon afspejles af PBS, er polariserings tilstanden for output photon Pairs fra PBS repræsenteret som Equation 13 for optisk MODE1 og 2 som vist i figur 1E.

Modsat blev V-komponenten i pumpe laseren reflekteret af PBS som vist i figur 1f og rundt udløst i en retning mod uret (CCW). Gennem lignende multiple type-0 SPDC processer og enheds transformeringer bliver Equation 14 polariserings tilstanden for output fra PBS. Når pumpe laserens polariserings tilstand blev fremstillet i Diagonal (D) tilstand, var den relative fase mellem H-og V-komponenterne i pumpe laseren nul. Derfor er outputtilstand af genererede fotoner fra CW og CCW retninger overlejret med de samme amplituder og repræsenteret som:

Equation 15.  6

Udgangstilstanden er en polariserings-viklet tilstand kendt som en af klokke staterne og kan omdannes til andre tre stater ved hjælp af polariserings optik elementer7. Ved brug af relationen vist i (1) kan outputtilstanden Equation 16 repræsenteres af diagonale polariserings baser som:

Equation 17og ved cirkulære polariserings baser som: Equation 18 .

Protocol

Den vedtagne procedure består af fire hovedstadier ved hjælp af den overordnede forsøgs opsætning, der er vist i figur 2. Den første etape var forberedelsen af pumpe laseren til SPDC. I anden fase blev det optiske interferometer-Sagnac interferometer konstrueret ved hjælp af en ikke-lineær krystal og optiske polariserings komponenter. Den tilfældige måleprocedure ved hjælp af de elektriske komponenter, der er vist i figur 3 , er beskrevet i tredje fase. Endelig blev de faktiske foton korrelationsdata, der er vist i figur 4 , brugt til at anslå troens og klokke parametrene for de genererede ubetingede polariserings-viklet fotoner.

1. konfiguration af pumpe laseren

  1. Tænd for den 405 nm-stabiliserede enkelt frekvens-laser diode. Juster udgangs effekten til nogle få mW ved at reducere indgangsstrømmen til laser dioden og med neutrale tætheds filtre.
  2. Konstruere en udvendig hulrum mellem overfladen af laser diode og den holografiske rist (3.600 mm− 1) for at realisere en enkelt frekvens operation kaldet et spektrometer. Anbring den holografiske rist omkring 45o mod laser diode overfladen, og bevæg langsomt skruen for at justere graden, og Maksimer udgangs effekten fra hulrummet ved at referere til strålens billede.
  3. Par en laser til polarisation-vedligeholdelse af optisk fiber (PMF) til at køre en enkelt Spatial-mode drift. Juster fiber koblingskruerne for at maksimere udgangs effekten fra PMF ved hjælp af en effektmåler.
  4. Collimate output laser fra PMF med en fiber kobling linse. Kanal output laseren gennem en isolator ind i midten af Half-Wave Plate (HWP), en kvart bølge plade (QWP), og en kort-pass koldtlysreflektorlamper spejl (DM) som vist i figur 2. Med henblik på generering af polariserings viklet fotoner med staten som i (6), indstilles polarisations tilstanden for pumpe laseren med Diagonal (D) ved indstilling af HWP til 22,5oog QWP til 0o.

2. konstruktion af den interferometriske opsætning

  1. Placer et koldtlysreflektorlamper-spejl (DM), et regulært spejl, en PBS og en ppktp-krystal med dimensioner: 10 mm lang (Krystallografisk x-akse), 10 mm bred (y-akse) og 1 mm tyk (z-akse) som vist i figur 2. PBS opererer ved både laser bølgelængde (405 nm) og de nedkonverterede fotoner (810 nm). Polings perioden for ppKTP Crystal er 3,425 Equation 19 , som er designet til den kollinear type-0 SPDC med 405 nm laser pumpe og har en anti-refleksion belægning på begge bølgelængder.
  2. Juster PBS og spejle ved hjælp af pumpe laseren (405 nm) og en reference laser (810 nm). Da længden fra input til output af interferometeret er omkring 600 mm, gøre det transmitterede og reflekteret lys fra PBS parallel for mere end 600 mm (ønskelig for et par meter) for at gøre rumlige tilstand matchings.
  3. Placer HWP1 og HWP2 i opsætningen. De opererer ved både 405 nm og 810 nm bølgelængder. Juster HWPs til at være vinkelret på hændelses lyset ved hjælp af det reflekterede lys fra overfladen. Indstil vinklen på HWP1 til 45o og HWP2 til 22,5o
  4. Placer en retroreflector i opsætningen. Juster positionen af retroreflector, således at den uret (CW) og mod uret (CCW) reference bjælker er på samme rumlige tilstand. Placer opladnings koblede enheds kameraer (CCD) på modus 1 og 2 i figur 2 for at henvise stråle profilerings billederne fra interferometerets udgang. Juster spejlet og retroreflector at gøre den rumlige tilstand matching ved at henvise profilering billeder på kameraet.
  5. Placer et fokus objektiv mellem QWP til laser og DM. Da længden fra input til udgang af interferometeret er omkring 600 mm, skal du vælge en linse med en Fokuslængde på 300 mm. empirisk indstille brændpunktet af input laser pumpen til ikke at være på det nøjagtige midterste punkt af interferometeret, men at være omkring generation pos af den anden SPDC at gøre samme niveau generation effektivitet af ned-konverterede fotoner mellem første og anden SPDC.
  6. Fjern CCD-kameraet og Placer QWPs, polarzers (POLs), interferens filtre (IFs) med et 810 nm Center og 3 nm båndbredde i modus 1 og 2 som vist i figur 2. Juster de optiske elementer, så de er vinkelret på hændelses lampen, ved hjælp af det reflekterede lys. Par reference laserstrålerne til multi mode fibrene ved hjælp af fiber koblinger til påvisning.
  7. Placer et 300 mm fokus objektiv mellem DM og QWP i modus 1 og mode 2. Lav output reference laserstråler til collimate til påvisning.
  8. Tilslut multi mode fibrene til enkelt-foton tælle modulerne (SPCMs) konstrueret fra silicium (SI) lavine fotodioder. Sluk for reference laseren. Tænd for SPCMs i en mørkekammer-tilstand, og Tæl de nedad konverterede fotoner.
  9. Justér temperaturen på ppKTP Crystal monteret på en temperaturregulator ved at referere til tælle raterne for nedkonverterede fotoner. Den korrekte temperatur er typisk 25-30 °C.
  10. Juster hældningsvinklen på HWP1 for at maksimere tælle raterne for nedkonverterede fotoner. Hvis tælle raterne er for svage, måles tællinger uden de optiske elementer i modus 1 og 2.

3. måling procedure af tilfældighed tæller

  1. Vælg polariserings baserne i modus 1 og 2 for at måle hændelsen polarisering-indviklet fotoner ved hjælp af POLs og QWPs som vist i figur 3. Ved måling af Incident photon med H (V) Base indstilles QWP til 0o og Pol til 0o (90o). Ved måling af hændelsen foton med D (A) Base indstilles QWP til 0o og POL til 45o (-45o). Ved måling af hændelsen foton med R (L) Base indstilles QWP til 45o (-45o) og Pol til 0o.
  2. det TTL-signal (transistor-transistor Logic), der genereres fra SPCM i modus 2, til startsignal indgangen for en TAC (time-to-amplitude Converter) og signalet i modus 1 til stopsignal indgangen, efter at den er passeret gennem den elektriske forsinkelses linje (forsinkelse). TAC genererer elektriske signaler fra 0 til 10 V svarende til tidsforsinkelsen mellem to signaler.
    1. I dette eksperiment indstilles tidsforsinkelsen Δt som 50 NS ved at vælge forsinkelses linje stifterne. Indstil visningen af PC til at vise 100 NS tidsinterval ved at indstille TAC'EN. Derefter genererer TAC 5 V-signaler som 50 NS forsinkelses tidspunkt, som den elektriske forsinkelses linje giver. Derfor svarer 5 V-signalerne til tilfældigheder ved 0 NS forsinkelses tidspunkt for faktiske impulser, som kommer fra SPCMs. Tilfældigheder ved 0 NS forsinkelses tidspunkt vises midt i visnings tidsintervallet som vist i figur 3.
  3. Klik på Start-knappen af softwaren, kaldet MAESTRO-32, at måle puls højde fordeling og registrere fordelingen med en computerstyret (PC) multi-kanal analysator (MCA). I dette eksperiment skal du indstille måle tiden for TAC for 30 s. Analysér højde fordelingen af TAC-pulserne fra 0 til 10 V, hvilket svarede til a-50 til 50 NS forsinkelsestiden mellem hændelses fotoner og SPCMs ved den indstilling, der er beskrevet i trin 3,2.
  4. Når du har optaget puls højde fordelingen, kan du få puls højde fordelingsdata for flere polariserings baser som vist i figur 4. Vælg det tidsvindue, der skal tages i betragtning ved sammentræf, for analyseringen af dataene. Da bredden af puls toppen bestemmes af SPCM'S opløsnings tidspunkt på ~ 1 ns, er det nødvendigt, at tidsvinduet for tilfældighed er større end opløsnings tiden.
    1. I dette eksperiment skal du vælge tidsvinduet for tilfældighed til 10 ns. Anslå antallet af tilfælde af sammenfald ved at integrere området i tidsvinduet.

4. estimerings procedure for pålidelighed og klokke parametre

  1. Bestem den polariserede anden-Order korrelationer Equation 21 og tvær polariseret anden-orden korrelationer Equation 22 , hvor Equation 23 refererer til polariserings tilstande H, D, og R, og Equation 24 refererer til de tvær polariserings tilstande V, A og L. få disse funktioner ved at dividere den målte tilfældighed Equation 25 tæller med baggrundsniveauet Equation 26 . Figur 4 viser den faktisk målte puls højde fordeling af tilfældighed tæller med flere polariserings baser for 30s.
    Bemærk: for eksempel tæller sammenfaldet med polariserings grundlaget HH giver Equation 27 Count/30 s for tilfældighed vindue 10 ns. Den gennemsnitlige baggrund niveau for tilfældighed vinduet beregnes som 4,3 Count/30 s. Siden anden-Order korrelationer er givet ved Equation 28 , den polariserede anden-Order korrelations funktioner med polariserings base HH Equation 29 bliver. Tilsvarende anden-Order korrelations funktioner med andre polariserings baser er givet Equation 30 som: Equation 31 , og og tvær polariseret anden-Order korrelation funktioner Equation 32 som Equation 33 : og.
  2. Bestemme graden af polarisering korrelation mellem to fotoner for tre polariserings baser defineret af20,21:
    Equation 347
    hvor Equation 35 refererer til polariserings grundlaget for de rectilineære (H og V), diagonal (D og A) og cirkulære (R og L) baser. Den målte anden-ordre korrelations funktioner giver graden af hvert polariserings grundlag som følger: Equation 36 , og Equation 37 .
  3. Bestemme troskab af genererede viklet fotoner. Beregn troskab af polariserings viklet tilstand i forhold til staten (6) i tre baser20,21:
    Equation 38
    De målte grader af polariserings korrelation Equation 39 var. Antallet overskredet den klassiske polariserings korrelations grænse på 0,50.
  4. Bestem klokke parametrene for de genererede viklet fotoner21. Beregn parametrene fra polariserings korrelationerne som følger 19,20:
    Equation 40
    Equation 41
    Equation 42
    Det målte grundlag for polariserings korrelationen Equation 43 var. Disse tal overskrider den klassiske parameter grænse på 2 og krænker Bell ulighed.

Representative Results

Det optiske system til at generere ubetingede indviklet fotoner til polariserings tilstande baseret på flere kvante interferenser og detekterings ordninger til at estimere eksperimentel troskab ved polariserings korrelation af genererede photon-par blev drøftet. Den anslåede nøjagtighed af de genererede fotoner oversteg den klassiske lokale korrelations grænse på 0,50. De målte klokke parametre overskred den klassiske parameter grænse på 2 og krænkede Bell ulighed. I dette papir blev der anvendt tilfældighed målinger fra mindst seks kombinationer af polariserings baser til at evaluere disse parametre. Desuden er det muligt helt at rekonstruere tætheden matrix af de genererede polariserings-viklet fotoner via Quantum State Tomography, som kræver tilfældighed målinger af 16 kombinationer af polariserings baser18.

Figure 1
Figur 1 : Skematisk af en integreret dobbelt-pass polarisering Sagnac interferometer. a) generering af foton-par efter den første spontane parametriske nedkonvertering (SPDC). (b) polarisation rotation af foton par med en halv bølge plade (HWP1). c) frembringelsen af foton-par efter den anden SPDC. d) Quantum-interferensen mellem foton-par i første og andet SPDC ved HWP2. (e) output photon-par, der produceres i urets retning (CW). f) output foton-par, der produceres i retning mod uret (CCW). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2:samlet optisk system til generering af betingelsesløs polarisering-viklet fotoner. Den første halvbølge plade (HWP) og en kvart bølge plade (QWP) bruges til at indstille polariserings tilstanden for pumpe laseren, der passerer gennem polarisering-opretholdelse af optisk fiber (PMF). Output fotoner blev passeret gennem linser, QWPs, polarizers (POLs) og interferens filtre (IFs) i modus 1 og 2, og detekteret af enkelt-foton tælle moduler (SPCM). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3 : Samlet sammentræf detekteringssystem for de genererede polariserings-viklet fotoner. De elektriske signaler fra SPCM blev brugt til at starte og stoppe signalet fra time-to-amplitude Converter (TAC) gennem en elektrisk forsinkelses linje (forsinkelse). Puls højde fordelingen opnået fra tidsforskellen blev analyseret med en computerstyret (PC) multi-Channel Analyzer (MCA). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4 : Målte tidsforskel fordelinger med parallelle og ortogonale polarisator indstillinger. Kombinationerne er horisontale (H), lodrette (V), diagonal (D), anti-Diagonal (A), højre-cirkulære (R) og venstre-cirkulære (L) polariserings baser. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Discussion

Det kritiske skridt i protokollen er, hvordan man maksimerer troskab af den genererede polarisering viklet fotoner. De anslåede fidelity og Bell parametre er i øjeblikket begrænset, primært fordi vi brugte multi mode fibre til at indsamle de genererede viklet fotoner. Hældningen af HWP1 påvirkede højdeforskellen mellem de rumlige tilstande mellem fotoner i den første og anden SPDC og forårsagede en rumlig tilstand uoverensstemmelse på outputtet af Sagnac interferometer. Troskab forventes at være højere, når du bruger single-mode fibre, der filtrerer den rumlige-mode-overlappende område af den genererede første og anden SPDC fotoner. Desuden påvirkede den birefringence effekt af ppKTP Crystal tilstands uoverensstemmelsen mellem den første og den anden SPDC-fotoner. I fremtiden kan vi muligvis forbedre parametrene ved at bruge yderligere kompensations krystaller.

Betydningen af protokollen er at realisere flere egenskaber samtidig med hensyn til eksisterende metode. Kilden til den polariserings sammenfiltrede fotoner med protokollen har en høj-emission sats, er degenereret, har en bredbånds distribution, og er post-Selection gratis. Den karakteristiske fordel ved protokollen er baseret på den multiple Quantum interferens ved hjælp af en dobbelt-pass polarisering Sagnac interferometer. Det fotoniske system gør det muligt at bruge den store generations effektivitet af polariserings viklet fotoner og at adskille degenererede photon Pairs i forskellige optiske tilstande uden krav om post udvælgelse. Systemet med højtydende polariserings viklet fotoner kan anvendes til nye fotoniske kvante informationsteknologier1,2,3,4.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Denne forskning blev støttet af Research Foundation for opto-Science and Technology, Japan. Vi takker Dr. Tomo Osada for de nyttige diskussioner.

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

Ingeniørvidenskab polarisering-viklet fotoner parametrisk ned-konvertering type-0 type-II Quantum interferens Sagnac interferometer Round-Trip konfiguration
Et fotonisk system til generering af betingelsesløs polarisering-viklet fotoner baseret på flere kvante 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