宽带下转换光与纠缠光子双光子相互作用的理论
量子物理
2009-11-13 v1
摘要
当下转换光的带宽超过泵浦带宽时，所诱导的双光子相互作用可以在时间上呈脉冲式，而在频谱上却很窄。在低光子通量下，这种行为反映了下转换光子之间的时间和能量纠缠。然而，双光子吸收（TPA）和和频产生（SFG）等双光子相互作用即使在高功率下也能表现出这种行为，只要终态（即 TPA 中的原子能级，或 SFG 中产生的光）足够窄带。这种行为不依赖于光的压缩特性，对线性损耗不敏感，并具有潜在应用。在本文中，我们对行波下转换的连续和脉冲泵浦两种情况，在高功率和低功率区域，从解析上描述了这种行为。为此，我们推导了任意泵浦产生的下转换振幅的量子力学表达式，并给出了由宽带光诱导的各种双光子相互作用的算符。该模型与 TPA 和 SFG 在高功率下转换光及纠缠光子方面的实验结果吻合良好 [Dayan et al., Phys. Rev. Lett. 93, 023005 (2004), Dayan et al., Phys. Rev. Lett. 94, 043602 (2005), Pe'er et al., Phys. Rev. Lett. 94, 073601 (2005)]。
引用
@article{arxiv.0704.2859,
title = {Theory of Two-Photon Interactions with Broadband Down-Converted Light and Entangled Photons},
author = {Barak Dayan},
journal= {arXiv preprint arXiv:0704.2859},
year = {2009}
}
备注
23 pages, 4 figures, submitted to Phys. Rev. A