窄带偏振纠缠光子的脉冲 Sagnac 源

我们展示了双向泵浦偏振 Sagnac 干涉下转换源的脉冲运行及其产生的窄带、高可见度偏振纠缠光子。该相位稳定的 Sagnac 源由中心波长为 390.35 nm 的窄带锁模泵浦驱动，采用 II 类相位匹配的周期性极化 KTiOPO$_4$ 晶体，在 31.1 MHz 的重复频率和 1 mW 的平均泵浦功率下，能够在中心波长为 780.7 nm、带宽为 0.15-nm 的范围内产生每脉冲 0.01 个纠缠对。我们实现了高达每脉冲 0.7 个纠缠对的平均光子对产生率，此时多对事件占主导地位并显著降低了双光子量子干涉可见度。对于低产生概率 $\alpha$，降低的可见度 $V=1-\alpha$ 独立于吞吐效率和偏振分析基，可用于准确估计产生率 $\alpha$。在低 $\alpha$ 条件下，我们通过三种不同方式表征了源的纠缠质量：平均量子干涉可见度为 99%，Clauser-Horne-Shimony-Holt $S$ 参数为 $2.739 \pm 0.119$，以及具有 98.85% 单态保真度的量子态层析成像。这种窄带脉冲纠缠光子 Sagnac 源适用于自由空间量子密钥分发等量子信息处理应用。