Twin Spotlight Beam Generation in Quadratic Crystals
在过去的二十年里，光学无赖波得到了广泛的研究。然而，多维极端波事件的观测仍然令人惊讶的稀缺。在这项工作中，我们提出了在二次非线性晶体中自发产生空间局域化的二维光束的实验演示，这是由在基波和二次谐波频率的孪生组件。这些局部光斑从宽背景光束中出现，并最终随着激光束强度的逐渐增加而消失。
2021-11-18 nlin.PS physics.optics
Photonic hook -- a new type of subwavelength self-bending structured light beams: a tutorial review
在过去的2年中，它表明，电磁光束配置可以通过非对称形状（Janus）的电介质粒子传播后弯曲，这增加了一个新的程度的简单性产生的弯曲光束。这种效应被称为“光子钩”（PH），与Airy族光束不同。PH的特点是有史以来报道的电磁波的最小曲率半径，比电磁波的波长小约2倍。光子钩子的本质是波在梯形或复合粒子内部的相速度的色散，导致随后的干涉。
2019-10-20 physics.optics
Giant Narrowband Twin-Beam Generation along the Pump Energy Propagation
由群速度和相速度之差引起的走离效应限制了非线性光学相互作用的效率。虽然横向离散可以通过适当的介质工程来消除，但纵向离散难以避免。特别地，经由脉冲参量下转换（PDC）和四波混频（FWM）的超快双光束生成仅在短晶体或光纤中或在双路径方案中是可能的。在这里，我们表明，在高增益PDC中，可以克服这两种效应的破坏性作用，甚至把它们变成有用的工具，用于塑造发射。在我们的实验中，孪生光束中的一束沿泵浦坡印廷矢量发射或其群速度与泵浦相匹配。结果是显著增强了两个双光束的产生，同时使角谱和频谱变窄。这种效应将使超快双光子和光束在腔，波导和回音壁模式谐振器中有效地产生。
2014-12-16 physics.optics quant-ph
Role of the phase-matching condition in non-degenerate four-wave mixing in hot vapors for the generation of squeezed states of light
热原子蒸气中的非简并前向四波混频已经显示出在双光束之间产生强量子相关性[McCormick等人，Opt.Lett. 32，178（2007）]，在最小化通过吸收的损失的配置中。在本文中，我们期待在非线性过程的效率和双光束的吸收之间发生的权衡的相位匹配条件的作用。为此，我们开发了一个半经典模型，通过推导相关的双λ配置中的原子极化率，并通过求解经典传播的双光束场的参数接近那些在典型的实验中发现的。这些理论结果证实了一个简单的实验研究的非线性增益所经历的孪生光束作为一个功能的相位失配。该模型表明，相位失配的量是关键的实现的物理条件，在该条件下，双光束的吸收被最小化，而双光束之间的交叉耦合保持在产生强量子相关所需的水平。当四波混频过程不完全相位匹配时，达到最佳。
2013-03-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Relative-intensity squeezing of high-order harmonic "twin beams"
本文提出一种全光强场方案，通过高次谐波产生相对强度压缩的“孪生光束”，覆盖广泛光子能量，为强场非经典XUV光源和高精度光谱学工具的发展铺路。
2023-11-17 physics.optics quant-ph
Practical security of twin-field quantum key distribution with optical phase-locked loop under wavelength-switching attack
本研究发现双场类量子密钥分发系统中光锁相环的声光调制器存在漏洞，提出波长切换攻击可使量子态平均光子数增加8.7%以危及安全，同时证明调制器校准可消除该攻击，明确了系统校准对实际安全的重要性。
2025-01-15 physics.optics quant-ph
Ultra-low power generation of twin photons in a compact silicon ring resonator
在1550 nm附近的电信波段，我们在半径为5 μm的硅环形谐振腔中通过自发四波混频有效地产生了相关光子对。通过用200 μW连续波激光器光泵浦我们的器件，我们获得了0.2 MHz的对产生速率，并证明了光子时间相关性，符合与偶然比高达250。结果与理论预测吻合良好，并显示出硅微环谐振器作为集成量子光学应用的室温源的潜力。
2012-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Generation of Correlated Quantum Random Number Sequences with Bright Twin Beams
本研究利用铷原子蒸气中四波混频产生的明亮孪生光束，生成高关联量子随机数序列，通过强度差压缩验证量子性，并以6 Mbps速率产出通过NIST和TestU01检验的随机数，为量子密码和通信提供简便方案。
2025-09-06 physics.optics quant-ph
Spatial squeezing in bright twin beams generated with four-wave mixing: constraints on characterization with an EMCCD camera
由于信噪比随光子数量的缩放，利用大量光子的空间量子噪声降低或空间压缩的观察可以导致量子成像和量子精密测量中的显著优点。本文系统地研究了在原子气室中四波混频过程产生的光的亮量子态的极限下，电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）相机测量空间压缩的限制因素。我们在1个$μ$ s脉冲中检测到10个$^8$数量级的每束光子总数，这对应于每秒10个$^{14}$光子数量级的每束光子通量。然后，我们研究了不同的参数，如细胞温度，泵浦功率，激光失谐，散射泵浦背景噪声，和时序的图像采集与EMCCD相机，空间压缩的水平上的作用。我们确定的关键参数，以获得最佳的压缩水平，并表明，对于明亮的光束，它是必不可少的，以足够快的速度来克服经典的技术噪声的影响，以获取图像。
2019-11-14 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Comparison of coherence area measurement techniques for bright entangled twin beams
具有多个空间模式的光的量子态是量子成像和并行量子信息处理的基础。因此，它们的表征，这可以通过测量的相干区，是一个重要的研究领域。我们提出了两种不同的测量技术之间的相干面积的明亮的纠缠双光束产生的四波混频过程中的热铷蒸汽细胞的比较研究。第一个提供了一个直接表征的相干区域的大小，是基于双光束的空间强度波动与电子倍增电荷耦合器件相机之间的相关性测量。第二个提供了一个间接的措施，是基于噪声分析的不同空间区域的双光束在时域与一个单一的光电二极管。我们表明，间接技术，可以实现一个显着不那么复杂的测量方案，给出了一致的直接测量技术在空间域中进行的相干区域的大小的估计。
2018-11-07 physics.optics quant-ph
A Compact Source for Quantum Image Processing with Four-wave Mixing in Rubidium-85
利用$^{85}$ Rb原子蒸气中的四波混频效应，我们研制了一台紧凑的795 nm明亮压缩双光束光源.在总光功率为400，mW的条件下，利用自激半导体激光器和锥形放大器泵浦四波混频过程，在不考虑损耗的情况下，实现了标准量子极限以下的2. 1，dB强度差压缩.这种光源产生的压缩孪生光束可以作为光电探测器精确标定的参考。将量子关联从光转移到原子，以产生关联原子束是另一个有趣的前景。在这项工作中，我们调查所产生的四波混频过程中的带宽和依赖于探针失谐的色散。我们目前正在使用这种压缩光源来测试通过反常色散介质的空间信息和量子相关性的传递。
2012-09-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Modeling the space-time correlation of pulsed twin beams
由参量下转换产生的纠缠双光束是面向成像应用的最受欢迎的光源之一，因为它们在空间和时间上具有多模态性质。然而，仍然缺乏令人满意的理论描述。在这项工作中，我们提出了一个半解析模型，旨在弥合耗时的数值模拟和不切实际的平面波泵浦理论之间的差距。该模型被用来研究量子关联和相干的角度-频率域的参数发射，并演示了一个$g^{1/2} $增长的大小作为增益$g$增加，与相应的收缩的时空分布。这些预测系统的随机数值模拟的结果进行比较，在维格纳表示，完整的模型方程：一个很好的协议显示，即使参数超出预期的有效性限制的模型。
2023-01-18 physics.optics quant-ph
Full-Duplex Nonreciprocal-Beam-Steering Metasurfaces Comprising Time-Modulated Twin Meta-Atoms
我们提出了一个全双工非互易光束转向透射相位梯度超颖表面的概念，理论模型和实验实现。这种超表面是利用耦合时间调制孪生超原子中频率-相变的独特性质来实现的。超表面可以被放置在源天线的顶部上以变换源天线的辐射图案，并且针对发射和接收状态引入不同的辐射图案。与最近提出的时间调制应用相反，这里入射波和发射波共享相同的频率。超表面被赋予方向性的、多样的和非对称的发射和接收辐射波束，以及可调谐的波束形状。此外，可以通过简单地改变调制相位来操纵这些波束。所提出的耦合元原子固有地抑制不期望的时间谐波，导致高转换效率，这对于诸如点对点全双工通信的实际应用是至关重要的。
2019-11-11 physics.app-ph physics.optics
Twin-beam intensity-difference squeezing below 10 Hz
我们报告的产生强，明亮的光束强度差压缩到测量频率低于10赫兹。我们在Rb蒸气中的四波混频过程中产生双模压缩，其中单程增益非线性过程不需要腔锁定，仅依赖于被动稳定性。我们使用半导体激光器技术和一些技术，包括双种子，以消除种子的4WM过程中引入的噪声以及背景噪声。实现了仅受实验室机械和大气稳定性限制的频率的双光束强度差压缩。这些结果应使重要的低频应用，如直接强度差成像与明亮的光束集成检测器。
2018-10-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
