银纳米线中的量子等离激元 N00N 态及其在量子传感中的应用
光学
2018-10-09 v2 量子物理
摘要
近年来，利用等离激元技术，在纳米尺度上控制光的量子态已成为可能。在此，人们提出了许多类型的纳米光子器件与应用，利用量子光学效应，尽管存在固有的损耗。一个关键的例子是量子等离激元传感，它利用纠缠 N00N 态及其推广在低于衍射极限的紧凑系统中提供超越经典极限的灵敏度。在本工作中，我们在实验上演示了银纳米线中双等离激元纠缠 N00N 态（N=2）的激发与传播，并评估了我们的系统执行量子传感的性能。偏振纠缠光子对被转换为银纳米线中的等离激元，传播距离为 5 um 并重新转换为光子。对等离激元系统的完整分析发现高质量纠缠在整个过程中得以保持。我们通过符合测量测量了纠缠态的特征超分辨相位振荡。我们还确定了装置中的各种损耗来源，并展示了原则上如何减轻它们，以达到超越经典传感极限的超灵敏度。我们的结果表明，偏振纠缠可以在等离激元纳米线中保持，并且在存在中等损耗的情况下实现具有量子优势的传感是可能的。
引用
@article{arxiv.1805.06764,
title = {Quantum plasmonic N00N state in a silver nanowire and its use for quantum sensing},
author = {Yang Chen and Changhyoup Lee and Liu Lu and Di Liu and Yunkun Wu and Lantian Feng and Ming Li and Carsten Rockstuhl and Guoping Guo and Guangcan Guo and Mark Tame and Xifeng Ren},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.06764},
year = {2018}
}
备注
7 pages,4 figures