Gouy phase of type-I SPDC-generated biphotons
我们考虑一个双高斯近似来描述通过第一类自发参量下转换（SPDC）过程在非线性晶体中产生的孪生光子（也称为双光子）的波函数。我们发现，波函数发展的古伊相位，而它的传播，是依赖于通过瑞利长度的双光子关联。我们评估的协方差矩阵，并表明，对数负，有用的量化纠缠高斯态，虽然瑞利依赖，不依赖于传播距离。此外，我们还证明了双光子纠缠可以与双光子Gouy相位相联系，因为这些量与瑞利长度有关。然后，我们用一个薄透镜聚焦双高斯双光子波函数，计算出与D. Kawase等人在参考文献[1]中发表。
2020-10-29 hep-ph quant-ph
Introduction to the Transverse Spatial Correlations in Spontaneous Parametric Down-Conversion through the Biphoton Birth Zone
作为自发参量下转换（SPDC）的空间方面的教程，我们提出了一个详细的第一性原理推导的光子对在简并共线SPDC的横向相关宽度。这个宽度定义了双光子出生区的大小，当以被破坏的泵浦光子的位置为条件时，信号光子和闲频光子可能会在该区域被发现。在此过程中，我们讨论了量子光学计算的振幅的SPDC过程，以及其简化形式的近共线简并相位匹配。在此之后，我们将展示如何用双高斯波函数来近似这种双光子振幅，并简要讨论这种双高斯波函数的测量统计（以及随后的便利性）。接下来，我们使用这种近似来得到横向相关宽度的简化估计，并将其与更精确的计算和实验结果进行比较。最后，我们讨论了双光子出生区的概念，用它来发展一阶空间相干性和双光子相关性之间的权衡SPDC的直觉。
2018-02-27 quant-ph
Spectrally entangled biphoton state of cascade emissions from a Doppler-broadened atomic ensemble
从理论上研究了多普勒展宽原子系综级联辐射双光子态的光谱特性。这种双光子态是在四波混频过程中自发产生的。发射的上跃迁位于电信带宽，这在基于光纤的量子通信中普遍存在，以实现低损耗传输。我们得到的光谱性质的超辐射衰减率的较低的过渡，激发脉冲的持续时间，和温度的介质。我们通过Schmidt分解量化了它们的频率纠缠，发现更长的激发脉冲，增强的衰减速率和显着的多普勒展宽可以产生更多的纠缠源。最小纠缠双光子源也可以位于原子的某个最佳温度。这允许连续频率纠缠的频谱整形，这在多模长距离量子通信中是有用的。
2018-07-18 quant-ph
Engineering biphoton spectral wavefunction in a silicon micro-ring resonator with split resonances
本研究在绝缘体上硅平台利用分裂谐振微环谐振腔，通过谐振组合选择和片上光场微分，实现了对双光子光谱波函数的独立控制，无需后处理即可生成可分离态和可控纠缠态，为量子信息处理和长距离量子密钥分发提供新途径。
2024-08-24 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Narrowband Biphoton Generation due to Long-Lived Coherent Population Oscillations
我们研究了在一个通过中间亚稳态衰变的泵浦二能级系统系综中由于四波混频效应而产生的成对光子。利用亚稳态到基态的缓慢布居弛豫，产生长寿命相干布居振荡，导致介质的窄带非线性响应。双光子具有窄的带宽、长的相干时间和长度，可以通过泵浦光场来控制。此外，双光子是反聚束的，反聚束周期由退相时间决定。在此期间，阻尼振荡的双光子波函数发生，如果泵浦失谐是非零的。
2010-07-22 physics.optics quant-ph
Controlling Hong-Ou-Mandel antibunching via parity governed local spectral shaping of biphoton states
ITMO University（ITMO大学）；SMARTS-Quanttelecom LLC（SMARTS-Quanttelecom有限责任公司）
研究通过频谱塑造控制Hong-Ou-Mandel抗 bunching，基于对称度参数D_S分析，揭示了通过调节频谱函数奇偶性实现 bunching与antibunching转变的机制。
2026-06-29 quant-ph
Biphoton State Reconstruction via Phase Retrieval Methods
本研究提出通过空间分辨单光子探测和二阶相关性分析，分离并观察自发参量下转换中泵浦与相位匹配的模及自由空间传播，结合最大似然或遗传算法恢复相位结构，实现无需源控制的双光子波函数完整重建。
2024-03-11 physics.optics quant-ph
Biphoton engineering using modal spatial overlap on-chip
自发参量下转换产生的光子对是光量子信息处理中必不可少的，而双光子态的质量对光量子信息处理的性能至关重要。为了在芯片上设计双光子波函数（BWF），通常调整泵浦包络函数和相位匹配函数，而模场重叠被认为是感兴趣的频率范围内的常数。在这项工作中，通过利用耦合波导系统中的模式耦合，我们探索了模式场重叠作为一个新的自由度的双光子工程。我们提供了设计的例子，片上一代的偏振纠缠光子和预示着单光子，分别。这种方法可以应用于不同材料和结构的光波导，为光子量子态工程提供了新的可能性。
2022-10-29 physics.optics quant-ph
Interferometric signature of different spectral symmetries of biphoton states
本文研究了双光子波函数的对称性对广义Mach-Zehnder（MZ）干涉仪符合测量的影响，其中两个分束器之间存在时间和频率移位操作。我们表明，广义MZ干涉仪是测量的函数建模的能量守恒的自发参量下转换过程中，如果全双光子状态是对称的，和对称的相位匹配函数的特征分布，如果状态是反对称的，如果短时间傅里叶变换。因此，该技术对光子对的光谱分布是相位敏感的。最后，我们详细研究了一对任意子的签名，其特殊的统计可以通过工程光子对的光谱来模拟。
2022-05-23 physics.optics quant-ph
Quantum Gouy phase singularities in a propagating biphoton state
Graduate School of Engineering, Kochi University of Technology（高知工业大学研究生院）
该研究揭示量子古伊相位会在纠缠光子对的纵向传播空间产生非局域相位奇点，明确其拓扑荷、位置及符号的决定因素，确立传播距离为纠缠光子对拓扑结构的坐标空间。
2026-08-11 quant-ph
On-chip pulse shaping of entangled photons
该研究利用基于六通道微环谐振器的硅光子脉冲整形器实现纠缠光子的光谱整形，通过热相移器校准实现频率 bin 纠缠 qudit 的逐行相位控制，首次展示集成光谱整形器的双光子脉冲整形，为量子信息处理提供新工具。
2024-09-20 physics.optics quant-ph
Biphoton shaping with cascaded entangled-photon sources
量子纠缠是量子光学的重要组成部分，在计算、密码学和计量学等领域得到了广泛的应用。光子之间的纠缠可以存在于各种自由度（DOF）中，即使是最简单的二分系统也可以占据很大的希尔伯特空间。因此，希望通过在多个自由度中完全控制纠缠光子的性质来将这种多维空间用于各种量子应用。虽然目前的纠缠光子源能够在一个或多个自由度中产生纠缠，但目前缺乏可以在多个自由度中塑造和控制纠缠特性的实用技术。在这里，我们表明，级联两个或多个纠缠光子源之间的可调线性介质，使我们能够产生光子对，其纠缠特性可以定制和形状的频率和偏振域。我们首先建立了一个量子力学模型来研究级联结构产生的量子态，并特别考虑了泵浦时间相干性、线性色散和纠缠光子源之间的结构偏振变换的影响。然后，我们实验产生的光子对可调纠缠特性通过操纵的色散和双折射特性的线性介质放置在两个纠缠光子源之间。这是在一个全纤维，相位稳定，无干扰的配置。我们的研究结果表明，级联结构提供了很大的灵活性，在多个自由度的纠缠光子的属性调谐，开辟了一条新的途径，在工程量子光源。
2019-09-08 physics.optics quant-ph
Non-Diffracting Electron Vortex Beams Balancing Their Electron-Electron Interactions
通过在量子力学中引入光束整形的概念，我们证明了描述多个电子的量子波函数的干涉效应如何精确地平衡电子之间的排斥力。通过对费米子波函数进行适当的整形，我们提出了多电子无衍射涡旋束形式的多电子无衍射量子波包，这些量子波包也可以携带轨道角动量。波函数被设计为补偿电子之间的排斥和衍射加宽。这种波函数成形有利于在许多应用中使用更高电流的电子束，从而提高电子显微镜和相关系统中的信噪比，而不会影响空间分辨率。我们的方案可能适用于任何带电粒子束，如质子，μ子和离子束。
2016-07-26 quant-ph
Tracking phase entanglement during propagation of downconverted photons
本研究通过单透镜成像追踪空间关联和双光子干涉实验，验证了自发参量下转换光子传播中涌现的相位纠缠状态，揭示了其与位置关联光子截然不同的干涉结构，为空间纠缠应用开辟了新途径。
2025-08-15 quant-ph
Two-dimensional Control of a Biphoton Joint Spectrum
本文提出一种组合方法，同时控制相位匹配函数和泵浦光谱两个自由度，实现对双光子联合光谱振幅的二维控制，生成多种光谱编码量子态，并利用光子聚束与反聚束反映相位匹配对称性。
2023-11-16 physics.optics quant-ph
Temporal shaping of entangled photons
利用相干脉冲整形技术，我们在实验上演示了纠缠光子对的双光子波函数的整形。通过进行光谱相位操纵，我们定制的双光子波函数完全像一个相干的超短脉冲。为了观察成形，我们用纠缠光子的100倍通量执行和频产生（SFG）。在适当的条件下，SFG可以作为符合探测器，具有超短响应时间（~100 fs），可以直接观察双光子波函数。这一特性也使我们能够证明无背景，高可见度的双光子干涉振荡。
2004-12-30 physics.atom-ph physics.class-ph physics.optics
Arbitrary state preparation of a mechanical resonator via controlled pulse shaping and projective measurement in a qubit-resonator interaction
我们介绍了一个协议，能够产生一个通用的测量操作的机械谐振器。该技术需要量子位-谐振器相互作用，并使用相干脉冲来驱动量子位跃迁。随后是量子比特能量的投影测量，将谐振器限制在取决于脉冲形状的状态。选择用于相干驱动的脉冲形状的自由度使得能够实现任意的基于位置的测量算子。使用这个测量算子，我们概述了一个两脉冲协议，概率生成一个纯机械状态与所需的波函数，与近单位保真度的可实现的参数。
2018-08-16 quant-ph
Reconfigurable cluster state generation in specially poled nonlinear waveguide arrays
我们提出了一种新的方法来产生集群状态的芯片上，与状态编码的空间分量的光子波函数。我们表明，对于空间编码，测量基础的变化可以提高集群状态算法实现的实用性，并通过模拟Grover的搜索算法来证明这一点。我们的状态生成方案涉及到塑造自发参量下转换在片上波导使用专门定制的非线性极化模式产生的波函数。此外，通过驱动阵列中的不同波导，可以快速重构团簇态的形式。
2019-03-01 physics.optics quant-ph
Microscopy with heralded Fock states
该研究分析基于 SPDC 预告单光子 Fock 态的量子显微术，建立空间模式追踪与束宽解析关系，表明可兼顾近衍射极限分辨率、降低损耗并提升信噪比。
2023-06-07 quant-ph
