波导中高增益孪生光束产生的理论：从 Maxwell 方程到高效仿真
量子物理
2020-11-17 v3 光学
摘要
我们提供一种源自 Maxwell 方程正则处理、用于计算波导中高增益孪生光束产生的高效方法。推导出的运动方程自然容纳经由自发参量下转换（SPDC）或自发四波混频（SFWM）的光子产生，并包含泵浦的自相位调制（SPM）以及泵浦对孪生光束的交叉相位调制（XPM）效应。我们所解的方程组涉及随空间演化并依频率标记的场。我们给出证明：这些场满足真正的对易关系，且在久远的过去与未来退化为标准的时间演化 Heisenberg 算符。在解出这些 Heisenberg 算符的输入-输出关系后，我们也展示如何构造描述孪生光束量子态的 ket。最后，我们考虑具有平坦非线性剖面的波导中高增益 SPDC 的实例，对此我们的方法给出仅需一次矩阵指数运算的显式解。
引用
@article{arxiv.1907.01958,
title = {Theory of high-gain twin-beam generation in waveguides: from Maxwell's equations to efficient simulation},
author = {Nicolás Quesada and Gil Triginer and Mihai D. Vidrighin and J. E. Sipe},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.01958},
year = {2020}
}