基于自发参数下转换的单光子源多模态性表征

单光子源是许多前景量子技术中必需的组件。一种单光子源候选方案是结合自发参数下转换和驭光子探测。这种来源产生的驭光子脉冲通常被视为单模态，但这种处理不完整。我们基于下转换过程的精确 Bogoliubov 处理，构建了完整的多模态描述。随后，我们提供一种扰动和有效的处理，说明最重要的物理机制并允许在实际驭光子条件下对单光子态的成功概率和纯度进行解析估计，这既不依赖于驭光子的精确检测时间，也接受在检测时间附近狭窄窗口内接受光子。这使我们能够在三种不同假设下表征发射的光：对于非常短的泵脉冲，单模态描述是准确的；而对于较长的泵脉冲和连续泵送，需要多模态描述。我们的发现可用于指导基于驭光子单光子源的量子信息协议的设计，因为其性能可能取决于这些来源的多模态性。