为环形纤芯光纤中传输而设计的纠缠光子工程

结构化光纤中的空分复用可提升光通信信道容量。径向纤芯光纤允许扭曲光——轨道角动量的本征模传播，其在高维量子信息中已引起相当关注。本文研究为耦合进环形纤芯光纤而定制的纠缠光子的产生。我们表明，用具有轨道角动量 $\ell$ 的完美涡旋模而非高斯模泵浦非线性晶体，可将参量下转换产生的光子对耦合提升近三倍。此外，双光子轨道角动量谱具有近乎恒定的形状。这提供了量子态工程的有趣场景，因为用完美涡旋模的叠加泵浦晶体，可结合环形纤芯光纤的模式滤波特性，产生简单而有趣的量子态。