来自铌酸锂非局域超表面的空间纠缠光子对
光学
2022-08-02 v1 量子物理
摘要
由纳米结构组成的超表面正在为光量子态的产生与调控奠定新的物理原理。在空间或角域纠缠的多光子态是量子成像与传感应用的重要资源，然而其产生传统上依赖笨重的非线性晶体。我们预测并通过实验演示了通过包含铌酸锂非线性薄膜的超表面，经自发参量下转换产生空间纠缠光子对。这是通过由集成二氧化硅元光栅介导的具有定制角色散的非局域共振实现的，能够通过设计光栅轮廓和调谐泵浦频率来控制发射模式及相关的光子对量子态。我们测量了光子位置关联，并通过违背经典 Cauchy-Schwartz 不等式识别出其空间反聚束，证实了多模纠缠的存在。同时，由于高品质因子超表面共振，光子对产生率相比未图案化薄膜增强了 450 倍，符合-偶然比达到 5000。这些结果为通过集成作为室温量子纠缠光子源的超薄超表面，实现各类量子器件的小型化铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2204.01890,
title = {Spatially entangled photon-pairs from lithium niobate nonlocal metasurfaces},
author = {Jihua Zhang and Jinyong Ma and Matthew Parry and Marcus Cai and Rocio Camacho Morales and Lei Xu and Dragomir N. Neshev and Andrey A. Sukhorukov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.01890},
year = {2022}
}