通过泵浦光束与晶体畴同时工程提升参量下转换中单光子的纯度
量子物理
2023-08-21 v2
摘要
自发参量下转换（SPDC）在产生纯且不可区分的单光子方面已展现出巨大潜力。体块晶体中产生的光子对在横向空间与频率上高度关联。这些关联限制了光子的不可区分性，并导致低效的光源。具有高斯非线性响应的畴工程晶体已被探索用于最小化频谱关联。本文中，我们研究此类畴工程对生成光子空间关联的影响。我们表明，具有高斯非线性响应的晶体降低了光子间的空间关联。然而，高斯非线性响应不足以完全消除空间关联。因此，开发一种最小化这些关联的综合方法仍是一个开放挑战。我们对此问题的解决方案涉及对泵浦光束与晶体的同时工程。我们在无任何空间滤波的情况下实现了高达 99 % 的单光子态纯度。我们的发现为结构化 SPDC 晶体中生成的空间波形提供了有价值的见解，并对玻色采样等应用具有意义。
引用
@article{arxiv.2306.15569,
title = {Enhancing the purity of single photons in parametric down-conversion through simultaneous pump-beam and crystal-domain engineering},
author = {Baghdasar Baghdasaryan and Fabian Steinlechner and Stephan Fritzsche},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.15569},
year = {2023}
}