六角极化非线性晶体中的黄金比例纠缠

本工作分析了在六角极化光子晶体中由参量下转换产生的孪生光子和孪生光束的量子态，其特征是同时存在的由两个倒格矢支撑的两个非线性过程。在这两个过程共存的荧光谱特殊点处，我们展示了一种三方纠缠态的实现，等效于单个参量过程后接一个分束器。通过适当的角度调谐可达到一种特殊的共振条件，过渡到由线段黄金比例 $\phi= (1+\sqrt 5)/2$ 主导的4模纠缠。此处两个非线性过程之间建立了最大相干性，因为整体过程被证明等效于两个独立的参量过程后接一个分束器。我们基于光模式演化与斐波那契数列之间的类比，对该系统中黄金比例的出现给出了解释。