Scalar and vector modulation instabilities induced by vacuum fluctuations in fibers: numerical study
研究了双折射光纤中真空涨落引起的标量和矢量调制不稳定性。为此，随机耦合非线性薛定谔方程推导。随机模型等价于量子场算符方程，并考虑色散、非线性和任意水平的双折射。随机方程的数值积分的标量调制不稳定性和非耗尽泵浦近似的情况下，解析公式进行了比较。经典噪声的影响和它的竞争与真空涨落诱导调制不稳定性也解决了。
2004-12-14 physics.optics quant-ph
Generating polarization-entangled photon pairs using cross-spliced birefringent fibers
提出了一种基于标准双折射保偏光纤的新型偏振纠缠光子对源。该光源由两段垂直偏振轴拼接在一起的光纤组成，并且有可能完全基于光纤，所有的大体积光学器件都被光纤内等效器件取代。通过对光纤中的时间走离进行建模，我们实现了两段光纤中光子创建过程不可区分所需的补偿。我们的源随后产生一个高质量的纠缠态，具有（92.2 \pm 0.2）%的保真度与最大纠缠贝尔态。
2013-03-06 physics.optics quant-ph
Bright and polarized fiber in-line single photon source based on plasmon-enhanced emission into nanofiber guided modes
我们展示了一个明亮的偏振光纤同轴单光子源的基础上，等离子体增强发射的胶体单量子点到一个光学晶体。我们发现，单量子点的发射特性可以强烈增强在单个金纳米棒的存在下，导致一个明亮的和强偏振的单光子发射。单光子有效地耦合到光纤的导模，并最终耦合到单模光纤。单光子源的亮度（光纤耦合光子计数率）估计为12.2（0.6）MHz，具有高单光子纯度（g2（0）= 0.20（0.04））和高达94- 97%的偏振度。该装置可以集成到光纤网络中，为量子网络中的潜在应用铺平了道路。
2022-06-27 physics.optics quant-ph
Optical fiber coupling to planar photonic crystal microcavities
提出了一种在锥形标准单模光纤和高Q值光子晶体谐振腔的谐振模之间有效传输光的技术，该谐振腔的模体积小于立方波长。腔模品质因数为4.7 × 10^4，总的光纤到腔的耦合效率为44%。
2004-05-13 physics.optics quant-ph
Heralded single photon and correlated photon pair generation via spontaneous four-wave mixing in tapered optical fibers
我们研究了在一系列相同的微/纳光纤（MNF）中通过强非简并自发四波混频（SFWM）产生相关光子对和预示单光子。在100 ps激光脉冲激发下，测量了波长约为880 nm和1310 nm的双光子场的联合光谱强度，与理论预测符合得很好。当光子发射率为4 Hz时，测得的零时间二阶自相关函数约为0.2。基于MNF的光源与标准单模光纤完美匹配，这使得它与现有的光纤通信网络兼容。此外，在一系列相同的MNF中的SFWM观测允许通过空间复用来增加单光子的产生速率。
2019-10-28 physics.optics quant-ph
Shaping Single Photons through Multimode Optical Fibers using Mechanical Perturbations
本文提出一种全光纤方法，通过精确控制机械微扰来调控多模光纤中单光子的空间形状和纠缠光子对的空间相关性，实现信号超过一个数量级的增强，并展示了其在多模光纤到单模光纤耦合中的应用。
2023-06-04 physics.optics quant-ph
Proposal for the generation of photon pairs with nonzero orbital angular momentum in a ring fiber
本文提出利用热诱导χ^(2)非线性的石英环形光纤，通过自发参量下转换在准相位匹配条件下产生非零轨道角动量相关光子对。
2014-09-20 physics.optics quant-ph
Passive optical switching of photon pairs using a spontaneous parametric fiber loop
我们研究了一种新的自发参量光纤环（SPFL）方案，它是在非线性Sagnac环中引入色散元件而形成的，并证明了它可以作为光子对的被动开关。从SPFL输出的双光子态高度依赖于在环路中反向传播的光子对的色散诱导相位差。通过适当地管理色散元件，具有一定失谐和带宽的信号光子和闲频光子对可以被引导到SPFL的期望空间模式。如果光子对被用来产生预示的单光子，那么SPFL可以被看作是单光子的开关。此外，我们对基于色散的相位调制的研究也有利于设计全光纤纠缠光子源。
2012-03-01 physics.optics quant-ph
Stable single-photon interference in a 1 km fiber-optical Mach-Zehnder interferometer with continuous phase adjustment
我们实验证明了稳定的和用户可调的单光子干涉在1公里长的光纤马赫-曾德尔干涉仪，使用主动相位控制系统与经典激光器提供的反馈。我们能够使用相位调制器连续调谐干涉仪臂之间的单光子相位差，该相位调制器与单光子探测器的门窗口同步。相位控制系统采用压电光纤展宽器来稳定干涉仪中的相位漂移。获得了0.97的单光子净可见度，为在光纤中实验实现量子中继器提供了未来的可能性，并使用真正的能量-时间纠缠违反贝尔不等式
2011-05-05 physics.optics quant-ph
Emission of OAM entangled photon pairs in a nonlinear ring fiber utilizing spontaneous parametric down-conversion
我们提出在热致非线性极化石英光纤中通过自发参量下转换产生光子对。光子直接在光学角动量的本征态中产生。一对光子可以在这些状态以及频率上纠缠。我们确定合适的空间和偏振模式，提供一个有效的非线性相互作用。通过改变抽运光场的性质，可以得到窄带和宽带下转换光场。
2014-09-30 physics.optics quant-ph
A fiber coupled cavity QED source of identical single photons
高保真的相同单光子源对于诸如量子中继器和光学量子信息处理等众多量子技术是必不可少的。其特征是接近统一的单光子纯度、连续发射的光子的接近统一的不可分辨性、以及通过每个时间仓的接近统一数量的光子的高亮度。为了在量子网络中嵌入这样的源，光纤集成是必不可少的，但由于低温兼容性和噪声而变得复杂。在这里，我们展示了一个共振泵浦，量子点（QD）为基础的，传输操作，单模光纤耦合的单光子源的纯度为97%，不可逆性为90%，亮度为17%。这是通过在闭合循环低温恒温器中部署独特的微柱腔设计来实现的，该微柱腔设计使用通过光纤的交叉偏振技术来操作，以从共振散射的单光子中去除泵浦激光。这些结果为完全光纤集成的光子量子网络铺平了道路，因为我们的技术同样适用于基于腔QED的光子量子门。
2017-05-16 physics.optics quant-ph
Spectrally pure single photons at telecommunications wavelengths using commercial birefringent optical fiber
本文报道了一种基于商用双折射光纤中交叉偏振四波混频的可调谐光通信O波段单光子源。该震源的纯度可达85%，预报效率可达30%，符合率可达108。此外，还探讨了构建多个相同源的可能性。通过联合光谱强度的测量，我们发现，光纤是均匀的至少45厘米，并可能实现4个相同的源。这为实现多光子量子光学实验的具有成本效益的光纤方法铺平了道路。
2019-07-11 physics.optics quant-ph
Hong-Ou-Mandel interference between two independent all fiber photon sources
在量子信息技术中，光纤和绝缘体上硅波导等导波平台具有传输损耗低、成本低、可集成以及与成熟的光纤通信系统兼容等显著优点，相对于传统的自由空间实现方式有了很大的发展。在多光子纠缠产生和量子隐形传态等复杂的应用中，独立光子源间的干涉是实现复杂量子系统的关键。本文报道了在两个100GHz密集波分复用信道上，两个独立的全光纤光子对源之间的Hong-Ou-Mandel干涉，在不扣除背景计数的情况下，可见度达到53.2（8.4）%（扣除背景计数的情况下，可见度达到82.9（5.3）%）。此外，我们还对色散位移光纤中产生的光子对的纯度进行了一般性的理论描述，得到了产生高纯度光子对的最佳条件。在液氮中冷却光纤，获得了最大的符合背景比为131。我们的研究表明集成光学元件在未来可扩展的量子信息中具有很大的应用前景。
2016-07-08 physics.optics quant-ph
Raman-free fibered photon-pair source
二氧化硅中的拉曼散射噪声一直是实现高质量光纤光子对源的关键障碍。在这里，我们通过实验演示了如何通过色散剪裁填充氙空芯光子晶体光纤来克服这一限制。该光源在室温下工作，并被设计成在有用的波长范围内产生无拉曼光子对，在电信中具有闲频，并在可见光范围内产生信号。我们实现了高达2740的巧合与意外之比（2），同时具有超低预示g H（0）= 0.002，这表明具有非常高的信噪比和可忽略不计的多光子发射概率。此外，通过气压调谐，我们证明了光子频率的控制范围高达13太赫兹，覆盖S-C和L电信波段的闲频光子。研究表明，空芯光子晶体光纤是设计高质量光子对源的良好平台，可以在新兴的量子技术中发挥推动作用。
2020-01-06 physics.optics quant-ph
Analysis of a distributed fiber-optic temperature sensor using single-photon detectors
我们展示了一个高精度的分布式光纤温度传感器使用超导纳米线单光子探测器和单光子计数技术。我们的演示使用标准电信波长的廉价单模光纤作为传感光纤，这使得极低损耗的实验和与现有光纤网络的兼容性成为可能。我们表明，温度测量的不确定度随着积分周期的延长而降低，但最终受到校准不确定度的限制。3 K量级的温度不确定性是可能的，空间分辨率为1 cm量级，积分周期小至60秒。此外，我们表明，测量受到系统的不确定性，如极化衰落，这可以减少与极化分集接收机。
2011-11-17 physics.optics quant-ph
Properties of 1.5 um synchronous heralded single photon sources based on optical fiber
利用色散位移光纤和商用光纤器件，实现了1.5 μ m同步预示单光子源（HSPS）。实验结果表明，制备效率和条件二阶关联函数g2（0）均随泵浦光强度的增加而增加。在这两个重要参数之间，应该采取折衷，以获得高质量的基于光纤的同步HSPS。获得了制备效率>60%，g2（0）<0.06的同步HSPS，其多光子几率比泊松光源降低了16倍以上。实验结果表明，基于光纤的同步高速光子合成在量子信息应用中具有巨大的潜力。
2010-12-12 physics.optics quant-ph
Efficient quantum dot single photon extraction into an optical fiber using a nanophotonic directional coupler
我们展示了一种光谱宽带和高效的技术，用于收集从单个InAs量子点直接进入标准单模光纤的光致发光。在这种方法中，光纤锥形波导与具有嵌入式量子点的悬挂GaAs纳米光子波导接触放置，形成具有标准光纤输入和输出的高效宽带定向耦合器。在几十纳米的波长范围内的有效的光致发光收集被证明，和一个单一的量子点激子到单模光纤的最大收集效率为6.05%（相应的单光子速率为3.0 MHz）估计。
2011-09-27 physics.optics quant-ph
Talbot self-imaging and two-photon interference in ring-core fibers
波在圆柱表面的传播表现出干涉自成像，很像周期光栅近场衍射中的Talbot效应。本文报道了在弱导环芯光纤中对经典光场的圆柱形Talbot毯的实验观察。我们进一步表明，环芯光纤作为一个高阶光学分束器的单光子，其输出可以控制的输入光场之间的相对相位。通过还展示了高质量的双光子之间的不可区分的光子发送到环芯光纤的干涉，我们的研究结果打开了门，在光通信作为一个紧凑的光束多路复用器，以及在量子信息处理任务作为一个可扩展的实现线性光网络的应用。
2021-09-16 physics.optics quant-ph
Converting one photon into two via four-wave mixing in optical fibers
观察非线性光学量子效应或使用非线性光学实现量子信息协议需要移动到越来越小的输入光强度。然而，低的光强度通常意味着弱的光学非线性，不足以用于许多应用。在这里，我们计算的情况下，其中一个输入光束是一个单光子的四波混频在各种光纤的性能。我们表明，在锥形硫系玻璃纤维（微丝）一个单光子加上强泵浦光束可以产生一对光子的概率为0.1%，远高于以前的工作，散装和波导晶体源。这样的光子转换器可以用于创建大的纠缠光子态，用于执行贝尔不等式的无漏洞测试，以及用于量子通信。
2014-07-04 physics.optics quant-ph
Turn-Key Diode-Pumped All-Fiber Broadband Polarization-Entangled Photon Source
在这封信中，我们报告了一个紧凑的，低功耗的激光二极管泵浦的，全光纤偏振纠缠光子对源的基础上，双极化石英光纤技术。全光纤光源提供室温、免维护、交钥匙操作、低功耗，并封装在无风扇便携式外壳中。它具有超过100nm的宽双光子谱，偏振纠缠的同时性大于0.96。该源在至少10小时的连续运行中保持稳定，在此期间一致地实现了超过2000的巧合与意外比率。
2018-11-02 physics.optics quant-ph
Narrow-band single photon emission at room temperature based on a single Nitrogen-vacancy center coupled to an all-fiber-cavity
我们报道了一种基于金刚石中单个氮空位（NV）中心耦合到光纤腔中作为单光子源（SPS）的器件。该器件由两个凹面镜和一个预选的纳米金刚石组成，每个凹面镜直接制作在两个光纤的端面上，纳米金刚石包含沉积在这些反射镜之一上的单个NV中心。腔输入和输出都是直接光纤耦合的，发射波长很容易通过压电晶体改变两个反射镜的间距来调谐。通过耦合到腔，我们实现了两个数量级的频谱光子率密度的增加相比，自由空间发射的NV中心。通过这项工作，我们建立了一个简单的全光纤为基础的SPS集成到光子量子网络的前景看好。
2014-07-22 physics.optics quant-ph
Two-photon quantum walk in a multimode fiber
连接结构中的多光子传播-量子行走-为模拟复杂的物理系统提供了可能，并为通用量子计算提供了途径。增加量子光子网络的复杂性，其中行走发生是至关重要的许多应用。在这里，我们实现了一个不可区分的光子对在多模光纤支持380模式的量子行走。利用波前整形，我们控制了双光子态在光纤中的传输，在光纤中所有的模式都是耦合的。通过控制经典干涉和量子干涉，实现了系统任意输出模式的激发。该实验为多光子干涉实验提供了一个多模平台，为一般高维多端口光路的编程提供了一种强有力的方法。这项工作为下一代光子器件的量子模拟、计算和通信铺平了道路。
2016-03-17 physics.optics quant-ph
Multiplexed entangled photon sources for all fiber quantum networks
量子信息科学的最终目标是建立一个全球性的量子网络，使量子资源能够在远程各方之间分布和共享。这种量子网络可以通过所有光纤元件来实现，其利用了低传输损耗、低成本、可扩展和相互光纤通信技术（例如密集波分复用）。因此，构建这种量子网络需要高质量的光纤纠缠光子源。在这里，我们报告的复用偏振和时间纠缠光子源的色散位移光纤工作在室温下。利用干涉、贝尔不等式和量子态层析技术对高质量的纠缠进行了表征。在100GHz的密集波分复用系统中，多信道对中纠缠的同时存在显示了多用户纠缠分布的巨大能力。我们的研究提供了一个通用的平台，并朝着构建全光纤量子网络迈出了第一步。
2016-05-16 physics.optics quant-ph
High coherent frequency-entangled photons generated by parametric instability in active fiber ring cavity
通信波段的高相干频率纠缠光子是量子信息协议和量子远程通信的关键。而由非线性晶体中自发参量下转换或光纤中调制不稳定性产生的光子对呈现随机起伏，使得光子在连续往返中可区分。在这里，我们展示了一个频率纠缠光子的参数不稳定性的基础上，在一个有源光纤环形腔中，周期性的色散调制激发参数共振。通过对谐振腔的周期调制来选择参量不稳定性中的特征波数，形成增益对称的稳定斑图。我们发现参量不稳定边带的谱具有高度的相干性，这一点由单次激发谱的无背景自相关得到了证实。双光子干涉是由基于光纤的马赫-曾德尔干涉仪进行的，没有任何稳定。我们获得了86.3%的红欧曼德尔干涉可见度的下降宽度为4.3毫米。相关时间测量表现出的线宽为68.36 MHz，表明高相干性和不可分割的光子对之间。我们的结果证明了有源光纤腔中的参量不稳定性可以有效地产生高相干频率纠缠光子对，这将有助于后续的量子应用。
2019-10-17 physics.optics quant-ph
Toward deterministic sources: Photon generation in a fiber-cavity quantum memory
本研究在光纤腔量子存储器中实现光子产生与按需读出，通过自发四波混频产生信号光子、腔内频率转换实现读出，测得亚泊松统计特性与相关性能参数，并提出降噪策略提升性能。
2024-01-31 physics.optics quant-ph
Engineering entangled photons for transmission in ring-core optical fibers
通过在结构光纤中进行空分复用，可以增加光通信信道的容量。径向芯光纤允许扭曲光的传播-轨道角动量的本征模，这在高维量子信息中引起了相当大的关注。在这里，我们研究的纠缠光子，是量身定制的耦合到环形芯光纤的产生。我们发现，通过泵浦具有轨道角动量$\ell$的完美涡旋模式的非线性晶体，而不是高斯模式，可以增加由参数下转换产生的光子对的耦合接近三倍。此外，双光子轨道角动量谱具有几乎恒定的形状。这为量子态工程提供了一个有趣的场景，因为利用完美涡旋模式的叠加来泵浦晶体可以与环芯光纤的模式过滤特性结合使用，以产生简单且有趣的量子态。
2021-09-07 physics.optics quant-ph
Efficient fiber-coupled single-photon source based on quantum dots in a photonic-crystal waveguide
许多光子量子信息处理应用将受益于高亮度、光纤耦合的触发单光子源。在这里，我们提出了一种光纤耦合光子晶体波导单光子源依赖于从锥形耦合器的光场的倏逝波耦合到光纤。一个两步的方法是采取其中的锥形耦合器的性能被记录在一个独立的设备包含一个片上反射器。反射测量确定芯片到光纤的耦合效率超过80%。然后，对一种具有锥形外耦合段的高效光子晶体波导进行了详细的表征。相应的总单光子源效率为10.9% $\pm$ 2.3%，其量化了在量子点中制备激子、将其作为光子在波导中耦合出来并随后将其转移到光纤的成功概率。所应用的外耦合方法是鲁棒的，随着时间的推移是稳定的，并且宽带超过几十纳米，这使得它成为一个非常有前途的途径，以提高基于平面芯片的单光子源的效率和可靠性。
2016-10-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Noise Performance Comparison of 1.5 um Correlated Photon Pair Generation in Different Fibers
本文研究了在三种光纤中基于自发四波混频产生1.5 μ m相关光子对的噪声特性，对色散位移光纤、高非线性光纤和高非线性微结构光纤进行了实验研究。结果表明，在三种光纤中，高非线性微结构光纤的拉曼噪声光子产生率最低，而相关光子对产生率相同。理论分析表明，光纤的噪声性能取决于纤芯材料的非线性折射率和拉曼响应。拉曼响应随掺杂浓度的增加而增加，而非线性指数几乎不变，因此，纯石英纤芯的高非线性微结构光纤具有最好的噪声性能，在相关光子对和预示单光子源方面具有很大的应用潜力。
2010-06-10 quant-ph
Optimal coupling of entangled photons into single-mode optical fibers
我们提出了一个一致的多模理论，该理论描述了由共线I型参量下转换到单模光纤中产生的单光子的耦合。我们计算了一个解析表达式的光纤直径最大化的对光子计数率。对于给定的焦距和波长，获得了满意耦合的光纤直径的下限。
2004-12-08 quant-ph
Generation of photon pairs in symmetric factorable state by using photonic crystal fibers
实验研究了一种基于光子晶体光纤的对称可因式分解光子对源。具有几乎相同带宽的闲频光子和信号光子分别以807.5nm和1364.1nm为中心。通过测量泵浦光、信号光和闲频光的光谱与光子对的相关关系，证实了光谱去相关的性质。
2010-12-17 quant-ph
Experimental demonstration of high-dimensional photonic spatial entanglement between multi-core optical fibers
多维光子量子的光纤传输保证了每个光子的高信息容量而不受空间限制。本文利用空间光调制器和单模光纤组成的量子态分析仪，对空间量子在多芯光纤中的传输和光纤间纠缠的测量进行了实验研究。量子态层析重建了四维纠缠态，通过二维子空间的并发和一个高维Bell型CGLMP不等式验证了纠缠态的非定域性.
2016-10-14 quant-ph
Tailored photon-pair generation in optical fibers
我们通过实验控制在微结构光纤中通过自发四波混频产生的光子对的光谱结构。通过制造具有设计色散的光纤，人们可以操纵光子的波长、联合光谱，从而操纵纠缠。作为一个例子，我们产生的光子对没有光谱相关性，允许直接预示单光子在纯态波包没有过滤。我们实现了$85.9\pm1.6%$的实验纯度，而理论分析和初步测试表明，94.5%的纯度是可能的与长得多的纤维。
2009-04-14 quant-ph
Fiber-pigtailed optical tweezer for single-atom trapping and single-photon generation
我们展示了一个微型的，光纤耦合的光镊捕获单个原子。同样的光纤用于捕获单个原子并读出其荧光。为了获得较低的本底能级，对光镊进行了斩波，并测量了斩波频率对原子寿命的影响。我们使用单原子作为780 nm的单光子源，测量了发射光子的二阶关联函数。由于其微型，坚固，光纤尾设计，这种镊子可以在广泛的实验中实现，其中单个原子被用作资源。
2013-10-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Narrowband heralded single photons via Bragg grating inscription in germanium-doped photonic crystal fiber
University of Bath（巴斯大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；ORCA Computing Ltd（ORCA计算有限公司）
通过在掺锗光子晶体光纤中刻写布拉格光栅，实现窄带单光子源，适用于量子存储器耦合和异构量子比特接口。
2026-03-10 quant-ph
A microstructured fiber source of photon pairs at widely separated wavelengths
我们展示了一个源的光子对与广泛分离的波长，810 nm和1548 nm，通过自发的四波混频在微结构光纤中产生。测量了二阶自关联函数g^{（2）}（0），证实了由该光纤构成的预示单光子源的非经典性质。本文提出的微结构光纤具有产生光子对的有趣特性，所述光子对具有适合于能够将自由空间信道与光纤信道链接的量子中继器以及适合于高质量电信波长预示的单光子源的波长。它还具有直接耦合到光纤中的优点。这些原因使得这种光子对源对于长距离量子通信特别有趣。
2010-03-06 quant-ph
An all fiber source of frequency entangled photon pairs
利用Sagnac光纤环中的四波混频，实现了一种全光纤频率纠缠光子对源。通过冷却光纤和匹配在光纤环中反向传播的光子对的偏振模式，特别注意抑制频率纠缠的杂质。对信号光子和闲频光子的符合探测表明，在单个信号光子计数保持不变的情况下，量子干涉以空间拍频的形式存在。当光子对产生率为0.013对/脉冲时，量子干涉包络显示出$(95\pm 2)%$的可见度，接近理论计算极限97.4%
2009-01-21 quant-ph
Two-photon interference of photon pairs created in photonic crystal fibers
研究了在光子晶体光纤中利用四波混频产生光子对的方法。通过控制泵浦光的波长，这决定了四波混频的相位匹配条件，我们可以获得比不需要的拉曼散射光子更宽的光子对光谱。我们利用非平衡马赫-曾德尔干涉仪观察光子晶体光纤中光子对的双光子干涉。获得了可见度为83%的双光子干涉条纹，超过了50%的经典极限。
2009-02-01 quant-ph
Observation of optical-fiber Kerr nonlinearity at the single-photon level
光纤已经实现了涉及光的操作和产生的许多杰出应用，例如孤子传输、光放大、全光开关和超连续谱产生。光纤在量子领域的主动功能有望应用于超低功率全光信号处理和量子信息处理。在这里，我们展示了第一个实验观察到的光学非线性在单光子水平的光纤。利用光子晶体光纤的大非线性和可控色散特性，我们成功地测量了由平均每个脉冲包含一个或少于一个光子的弱相干脉冲引起的非常小（10^（-7）~ 10^（-8））的条件相移。尽管相移很小，但可以使用比泵脉冲强得多（~10^6倍）的相干探测脉冲来测量相移。我们讨论了利用光纤进行量子信息处理的可行性，考虑到所观察到的克尔非线性，伴随着超快的响应时间和低诱导损耗。
2012-11-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
All-Fiber Source of Polarization-Entangled Photon Pairs Based on a Novel Birefringence Compensated Scheme
提出了一种新的用于量子通信的偏振纠缠光子对全光纤光源。利用法拉第旋转镜补偿光纤双折射，与现有方案相比，提高了对随机偏振漂移的稳定性。
2006-10-23 quant-ph
Calibration of free-space and fiber-coupled single-photon detectors
我们测量了单光子探测器在851 nm和1533.6 nm波长附近的探测效率。我们研究了一个自由空间耦合的单光子雪崩二极管的空间均匀性，并提出了之间的融合拼接和连接的光纤耦合单光子探测器的比较。我们发现，我们的扩展相对不确定度为一个单一的测量的检测效率是低至0.70%的光纤耦合测量在1533.6 nm和高达1.78%，我们的自由空间表征在851.7 nm。检测效率确定包括对单光子检测器的后脉冲、暗计数和计数率效应的校正，其中检测效率被内插到以指定的检测计数率操作。
2019-06-05 physics.ins-det physics.optics quant-ph
A narrow-band sodium-resonant fiber-coupled single photon source
量子技术需要创造和控制作为重要资源的单光子。我们提出了一种基于单分子的单光子源，它附着在光纤的端面上。为了实现窄线宽，系统被冷却到液氦温度。分子被光学激发，其荧光通过光纤收集。我们记录了激发光谱和饱和曲线，并分析了拉曼背景荧光的贡献。迄今为止，这是所引入器械的关键限制。单光子的性质被证明是由反聚束自相关记录，这也表明相干拉比振荡。
2019-09-18 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Efficient generation of correlated photon pairs in a microstructure fiber
我们报道了在微结构光纤中通过简并四波混频有效地产生相关光子对。利用735.7nm泵浦脉冲在1.8m微结构光纤中产生共轭信号（688.5nm）和闲频（789.8nm）光子，我们以37.6kHz的速率探测光子对，符合/偶然对比度为10：1，半峰全宽为0.7nm。这是迄今为止在基于光纤的光子源中报道的最高速率。这个源的非经典性，如邹-王-曼德尔不等式所定义的，被1100倍的不确定性所违反。
2005-05-27 quant-ph
Generation of Photon Pairs in Dispersion Shift Fibers through Spontaneous Four Wave Mixing: Influence of Self-phase Modulation
在色散位移光纤中，通过自发四波混频可以产生通信波段的小失谐量的相关信号光子对和闲频光子对。然而，源自光纤中的其他非线性过程（诸如拉曼散射和自相位调制）的光子可能污染光子对。已经证明拉曼散射产生的光子是光子对的背景噪声。在这里，我们表明，由泵浦脉冲的自相位调制引起的光子是背景噪声的另一个来源。在研究了信号带和闲频带中自相位调制诱导光子的依赖关系后，我们证明了自相位调制效应可以降低光子对的量子关联。这些研究对于表征和优化全光纤光子对源是有用的。
2011-06-03 quant-ph
Four-photon scattering in birefringent fibers
非线性波导中的四光子散射是一个重要的物理过程，它允许在定义良好的导模中产生光子对，具有高速率和合理的低噪声。迄今为止，大多数实验使用标量四光子散射过程，其中泵浦光子和散射光子具有相同的偏振。在双折射波导中，也允许矢量四光子散射：这些矢量散射过程涉及具有不同偏振的光子。本文在光的量子理论的框架内，发展了非线性、双折射和色散光纤中的四光子散射理论。本文主要研究了高双折射光纤和低双折射光纤中光子对的光谱特性和量子关联（包括纠缠）。
2008-07-24 quant-ph
Laser-cooled atoms inside a hollow-core photonic-crystal fiber
我们描述了激光冷却的铷原子加载到单模空芯光子晶体光纤中。在光纤内部，原子被一个远失谐的光阱限制，并被一束弱共振光束探测。我们描述了不同的加载方法，并比较他们的权衡实施复杂性和原子加载效率。最有效的方法是装载约30，000个铷原子，这在光纤内产生了光学深度约180的介质。与我们早期的研究相比，这代表了该系统中最大光学深度的六倍增加。
2011-04-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Three-Photon Discrete-Energy-Entangled W State in Optical Fiber
我们利用光纤中自发四波混频产生多光子对的方法，在实验上实现了三光子离散能量纠缠W态的产生。我们表明，通过利用光子源的先验信息，我们可以验证该源产生的状态，而无需求助于频率转换。
2019-09-28 quant-ph
Compact all-fiber polarization-independent up-conversion single-photon detector
我们展示了一个紧凑的全光纤偏振无关的上转换单光子探测器的基础上集成的反向质子交换周期性极化的锂离子交换波导。随机偏振信号的水平和垂直偏振分量被光纤耦合偏振分束器分离，发射到两个正交偏振的保偏光纤，并被取入同一器件上的两个相邻的独立波导。然后，来自两个波导通道的上变频输出与多模光纤组合器组合，并由硅检测器检测。在此结构下，实现了1.55 μ m处的偏振无关单光子计数，系统探测效率为29.3%，暗计数率为1600计数/s，偏振相关损耗为0.1dB。这种紧凑的全光纤系统具有很强的鲁棒性，在实际的量子密钥分发系统中具有很大的应用潜力。
2019-03-14 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Spectrally pure heralded single photons by spontaneous four-wave mixing in a fiber: reducing impact of dispersion fluctuations
我们模型的光谱量子力学纯度预示单光子从光子对源的基础上非简并自发四波混频考虑分布式色散起伏的影响。所考虑的光子对产生方案利用泵浦脉冲走离产生纯预示光子和相位匹配是通过在少模二氧化硅阶跃折射率光纤中的不同空间模式的色散特性来实现的。我们发现，一般的光纤芯半径波动严重影响单光子纯度。此外，通过优化光纤的设计，我们表明，具有非常高的光谱纯度的单光子的产生是可行的，即使在存在大的核心半径波动。同时，通过将单光子频率与泵浦频率分离超过32 THz，大大减轻了来自自发拉曼散射的污染。
2017-06-12 quant-ph
Analysis of Enhanced Two-Photon Absorption in Tapered Optical Fibers
分析了直径小于入射光波长的锥形光纤中的双光子吸收率。双光子吸收的速率被示出为增强由于锥形光纤的小模式体积和渐逝场与围绕锥形区域的原子蒸气的相对大的重叠。双光子吸收率作为锥形区域直径的函数进行了优化。
2008-09-30 quant-ph
High-Purity Telecom-Band Entangled Photon-Pairs via Four-Wave Mixing in Dispersion-Shifted Fiber
研究了不同温度下色散位移光纤中纠缠光子对的纯度。在77K下观察到可见度> 98%的双光子干涉，不扣除背景拉曼光子。
2006-02-03 quant-ph
Efficiency of photonic state tomography affected by fiber attenuation
在这篇文章中，我们研究的效率光子状态层析存在光纤衰减。从开放量子系统的理论出发，给出了光子损失的理论形式。量子态是从对称信息完全POVM获得的光子计数重建的。到达探测器的光子数量由二项分布进行数值建模，该分布描述了由介质引起的光损失。这种方法使我们能够研究状态层析成像的质量与光纤长度的关系。特别是，我们专注于纠缠量子比特和量子，它们通过不同长度的光纤发送。通过测量方案检测到的纠缠量被量化并呈现在图上。结果表明，光子层析成像的质量如何取决于源和接收器之间的距离。
2022-06-07 math-ph math.MP physics.optics
Twin-photon techniques for fiber measurements
讨论了参量下转换产生的孪生光子在光子晶体应用中的潜力。给出了光纤色散和偏振模色散的测量等实验结果。
1998-07-22 quant-ph
Photon level crosstalk between parallel fibers installed in urban area
本文研究了用于量子密钥分发（QKD）的场安装暗光纤的单光子信道特性。测量的光纤是连接东京市中心和郊区的45公里以上的电信单模暗光纤。它们的总损耗约为14dB，且50%的长度是架空线。我们发现，来自其他公共互联网光纤的杂散光占主导地位，串扰发生在铺设电缆的弯曲点。这些结果意味着来自公共网络的串扰会增加QKD系统的误码率，并意味着潜在的信息泄漏通过相邻的覆盖光纤。
2010-08-05 quant-ph
Observation of two-photon absorption at low power levels using tapered optical fibers in rubidium vapor
非线性光学效应可以在直径小于传播光的波长的锥形光纤中增强。在这里，我们报告了使用锥形光纤在功率水平低于150 nW的铷蒸气中观察到的双光子吸收。渡越时间展宽产生的双光子吸收光谱具有与传统谱线形状非常不同的尖峰。
2010-07-12 quant-ph
