热原子系统中的高维频率转换
光学
2023-03-28 v1
摘要
实现常规光学涡旋（COV）的高维频率转换器的主要困难之一源于具有不同拓扑荷数 l 的 COV 模式环直径的差异。此处，我们通过利用 Bessel-Gaussian 光束而非 Laguerre-Gaussian 光束，借助四波混频（FWM）过程实现了尺寸不变完美光学涡旋（POV）模式的高维频率转换器。测得从 1530 nm 到 795 nm 的转换效率在至少 {-6,...,6} 子空间中与 l 无关，且二维（2D）叠加 POV 态的转换保真度超过 97%。我们进一步实现了 3D、5D 与 7D 叠加态的频率转换，保真度分别高达 96.70%、89.16% 与 88.68%。所报道方案在热原子蒸气中实现，其亦与冷原子系统兼容，并可能在高容量远距离量子通信中找到应用。
引用
@article{arxiv.2303.15150,
title = {High-dimensional frequency conversion in hot atomic system},
author = {Wei-Hang Zhang and Ying-Hao Ye and Lei Zeng and En-Ze Li and Jing-Yuan Peng and Dong-Sheng Ding and Bao-Sen Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.15150},
year = {2023}
}