低损耗准单模 PPLN 波导的制备及其在模块化宽带高阶压缩器中的应用
量子物理
2022-01-06 v1 光学
摘要
连续波（CW）宽带高阶光学正交压缩器对于基于时域复用连续变量光学簇态的高速大规模容错量子计算至关重要。CW THz 带宽压缩光可利用波导光学参量放大器（OPA）获得；然而，由于其结构扰动与泵浦诱导现象引起的光学损耗导致压缩电平退化，其压缩水平一直不足以满足容错量子计算的应用需求。本文中，我们通过机械抛光工艺制备了低损耗准单模周期性极化 LiNbO3（PPLN）波导，该波导在 45 mm 波导长度下显示出 7% 的光传播损耗。利用该波导，我们组装了总插入损耗为 21% 的低损耗光纤尾纤 OPA 模块。得益于其在 LiTaO3 衬底上直接键合的核心，该波导即使在数百毫瓦泵浦条件下也不显示泵浦诱导光学损耗。此外，准单模结构抑制了高阶空间模式的激发，使我们能够获得更大的压缩水平。即便包含模块化的光学耦合损耗，我们在全光纤封闭光学系统中从直流分量到 6.0-THz 边带观测到 6.3-dB 压缩光。若排除模块化与探测不完善带来的损耗，估计 PPLN 波导输出端的压缩水平超过 10 dB。我们的波导压缩器是面向高速大规模容错量子计算的一种有前景的量子光源。
引用
@article{arxiv.2201.01457,
title = {Fabrication of low-loss quasi-single-mode PPLN waveguide and its application to a modularized broadband high-level squeezer},
author = {Takahiro Kashiwazaki and Taichi Yamashima and Naoto Takanashi and Asuka Inoue and Takeshi Umeki and Akira Furusawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.01457},
year = {2022}
}