รัฐที่ผลิตโดยการแปลงลงตามธรรมชาติ (SPDC) ที่เกิดขึ้นเอง


11

ฉันกำลังศึกษาประสิทธิภาพของ SPDC สำหรับใช้ในแบบจำลองการคำนวณควอนตัมแบบออปติคัลและฉันพยายามคิดให้ชัดเจนว่าสถานะของโฟตอนนั้นเป็นอย่างไรเมื่อพวกมันออกมา (ตัวอย่างจากเวกเตอร์) พิมพ์ 1 SPDC และฉันกำลังดูโพลาไรซ์ของโฟตอน

โปรดระบุข้อมูลอ้างอิงที่ใช้ =)

คำตอบ:


9

พื้นหลัง

ก่อนอื่นฉันจะใช้เป็นสถานะโพลาไรซ์ในแนวนอนและ| V ⟩เป็นขั้วแนวตั้งรัฐ1 มีสามโหมดของแสงที่เกี่ยวข้องในระบบ: pump (p), ถ่ายให้เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่ต่อเนื่องกัน (เลเซอร์); เช่นเดียวกับสัญญาณและคนขี้เกียจ (s / i) โฟตอนที่สร้าง|H⟩|V⟩

มิลโตเนียนสำหรับรัฐบาลทหารพม่าจะได้รับจากซึ่งกรัมเป็นขึ้นอยู่กับค่าคงที่มีเพศสัมพันธ์χ ( 2 )ไม่เป็นเชิงเส้นของคริสตัลและ( a † )เป็นตัวดำเนินการทำลายล้าง (การสร้าง) นั่นคือมีความเป็นไปได้ที่โฟตอนปั๊มจะถูกทำลายและสร้างโฟตอน2 ตัวรวมถึงความเป็นไปได้ของการย้อนกลับH=ℏก.(as†aผม†aพี+aพี†aผมas)χ(2)a(a†)

เงื่อนไขการจับคู่เฟสสำหรับความถี่, และคลื่นเวกเตอร์, k p = k s + kฉันต้องเป็นที่พอใจเช่นกันωพี=ωs+ωผมkพี=ks+kผม

Type 1 SPDC

นี่คือที่โฟตอนทั้งสอง (s และ i) ที่สร้างขึ้นมีโพลาไรซ์แบบขนานซึ่งตั้งฉากกับโพลาไรเซชันของปั๊มซึ่งสามารถใช้เพื่อดำเนินการกับ SPDC เมื่อปั๊มมีขั้วตามแนวแกนพิเศษของคริสตัล

ซึ่งหมายความว่าการกำหนดแกนพิเศษเป็นทิศทางแนวตั้ง (แนวนอน) และการป้อนแสงที่สอดคล้องกันตามแนวแกนนั้นจะสร้างโฟตอนคู่ในรัฐ ) นี่ไม่ใช่การใช้งานมากนักดังนั้นในการสร้างโฟตอนคู่ที่ยุ่งเหยิงจึงวางคริสตัลสองอันไว้ติดกันโดยมีแกนพิเศษในทิศทางมุมฉาก จากนั้นแหล่งกำเนิดที่เชื่อมโยงกันจะถูกป้อนด้วยโพลาไรเซชันของ 45 ∘ถึงสิ่งนี้หากว่าผลึกแรกมีแกนพิเศษตามทิศทางแนวตั้ง (แนวนอน) มีความน่าจะเป็นในการสร้างโฟตอนในสถานะ | H H ⟩|HH⟩(|VV⟩)45∘เหมือนก่อนจากผลึกแรกเช่นเดียวกับความน่าจะเป็นในการสร้างโฟตอนในรัฐ | V V ⟩|HH⟩(|VV⟩)จากคริสตัลที่สอง|VV⟩(|HH⟩)

อย่างไรก็ตามในขณะที่แสงจากปั๊มเคลื่อนผ่านวัสดุมันจะได้รับเฟสในผลึกแรกเช่นว่าสถานะสุดท้ายคือ

|ψ⟩=12(|HH⟩+อีผมφ|VV⟩).

เนื่องจากเงื่อนไขการจับคู่เฟสคู่โฟตอนที่ปล่อยออกมาจะถูกปล่อยออกที่จุดตรงข้ามบนกรวยดังที่แสดงด้านล่างในรูปที่ 1

Type 1 SPDCรูปที่ 1: ลำแสงเลเซอร์ถูกป้อนเข้าไปในผลึก SPDC สองประเภทด้วยแกนพิเศษแบบมุมฉาก สิ่งนี้ส่งผลให้มีความน่าจะเป็นในการเปล่งโฟตอนที่พันกันที่จุดตรงข้ามบนกรวย ภาพที่นำมาจาก Wikipedia


|H⟩=|0⟩|V⟩=|1⟩

2 เรียกว่าสัญญาณและคนที่ไม่ทำงานด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์

อ้างอิง:

Keiichi Edamatsu 2007 Jpn J. แอป สรวง 46 7175

Kwiat, PG, Waks, E. , White, AG, Appelbaum, I. และ Eberhard, PH, 1999 ความคิดเห็นทางกายภาพ A, 60 (2) - และรุ่น arXiv


10

คำตอบที่มีอยู่ทำงานได้ดีในการอธิบายสถานะที่มาจากการกำหนดค่า SPDC ที่ประสิทธิภาพการแปลงต่ำแต่ก็คุ้มค่าที่จะต้องทราบว่าพฤติกรรมโฟตอนเดี่ยวนั้นไม่ได้มีอยู่ในกระบวนการทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากประสิทธิภาพการแปลงของคุณ (หรือคุณตรวจสอบเวลา / ประสิทธิภาพ / SNR) ดีพอที่คุณสามารถตรวจจับ (และแยกแยะ ) การปล่อยโฟตอนหลายตัวในโหมดเดียวกันดังนั้นเหตุการณ์สองโฟตอนเหล่านั้นก็มีความสัมพันธ์เชิงปริมาณ ระหว่างสองโหมดเช่นเดียวกับคำสั่งซื้อทั้งหมดของการกระจายโฟตอน - สถิติ

เพื่อให้มีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้น (และไม่สนใจปัญหาโพลาไรเซชันโมเมนตัมและการจับคู่เฟสทั้งหมดที่กล่าวถึงโดย Mithrandir) แสงที่ออกมาจากแหล่ง Type II SPDC ในสัญญาณและพอร์ตคนขี้เกียจอยู่ในสถานะบีบอัดสองโหมด

|TMSV⟩=S2(ζ)|0⟩=ประสบการณ์⁡(ζ* * * *a^ข^-ζa^†ข^†)|0⟩=1กระบอง⁡RΣn=0∞(tanh⁡R)n|nn⟩≈sech⁡(R)[|00⟩+tanh⁡(R)|11⟩+tanh2⁡(R)|22⟩+tanh3⁡(R)|33⟩+⋯],

tanh⁡(R)

ฉันควรจะบอกด้วยว่ารายละเอียดเปลี่ยนจากการกำหนดค่าเป็นการกำหนดค่า (เช่น Type I SPDC จะสร้างเพียงโหมดเดียวบีบ vacua ถ้าฉันเข้าใจถูกต้อง) แต่โดยทั่วไปแล้วคำสั่งที่สูงกว่าจะเกิดขึ้นเสมอ

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.