绝缘体上铌酸锂波导中群指数匹配的频率转换
光学
2022-03-10 v1 量子物理
摘要
光谱工程光子态源是若干量子技术中的关键资源。其中尤为重要的一类是所谓的可分双光子态，其不具备光谱纠缠，因此是高纯度单光子 heralded 产生的理想选择。通过非线性频率转换产生这些态的一个必要前提是控制源光子模式的群指数。在此，我们证明薄膜绝缘体上铌酸锂（LNOI）是实现此目的的绝佳平台。我们在 LNOI 中设计并制备了周期性极化脊形波导，展示了其导波光子模式的群指数工程，并利用这种控制在实验上实现了片上群指数匹配的 II 型和频生成（SFG）以及通过自发参量下转换（SPDC）产生的光子对。此外，我们数值研究了顶部包层层在调节脊形波导结构色散特性中的作用，并揭示了空气包层与二氧化硅包层设计之间的显著差异，这两种设计是目前 LNOI 中最常见的两种器件包层配置。我们期望这些结果将适用于各种经典和量子应用，其中色散控制对于调整基于 LNOI 器件的非线性响应至关重要。
引用
@article{arxiv.2203.04885,
title = {Group index matched frequency conversion in lithium niobate on insulator waveguides},
author = {Pawan Kumar and Mohammadreza Younesi and Sina Saravi and Frank Setzpfandt and Thomas Pertsch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.04885},
year = {2022}
}