基于三阶和频与差频生成的无噪声可见光-通信波段量子频率转换方案
光学
2022-07-21 v1
摘要
可见光与通信波段之间的量子频率转换（QFC）是在基于光纤的量子网络中远距离连接量子存储器的关键功能。当前用于连接如此大频率间隔的 QFC 方法，如和/差频生成与四波混频布拉格散射，易受泵浦激光的宽带噪声影响。为解决此问题，我们提出使用三阶和/差频生成（TSFG/TDFG）作为上转换/下转换 QFC 接口。在该过程中，两个泵浦光子结合其能量与动量以介导可见光与通信波段间的频率转换，以长波长泵浦光子跨越大的光谱间隙，这在噪声方面尤为有利。我们展示了波导耦合氮化硅微环谐振器可经 1990 nm 泵浦通过 TSFG/TDFG 设计为在 606 nm 与 1550 nm 间高效 QFC。我们模拟了器件色散与耦合，并由模拟参数估算在 50 mW 泵浦功率下频率转换可高效（>80%）。我们的结果表明，基于微谐振器的 TSFG/TDFG 有望用于跨大光谱间隙的紧凑、可扩展、低功耗 QFC。
引用
@article{arxiv.2010.06811,
title = {Proposal for noise-free visible-telecom quantum frequency conversion through third-order sum and difference frequency generation},
author = {Xiyuan Lu and Gregory Moille and Ashutosh Rao and Kartik Srinivasan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.06811},
year = {2022}
}
备注
8 pages, 4 figures