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
Chip-to-chip photonic quantum teleportation over optical fibers of 12.3km
本研究在星型拓扑量子网络中，利用单芯片上集成的三个量子光子电路，通过优化干涉仪和主动反馈系统，实现了12.3公里光纤上的芯片间光子量子隐形传态，展示了芯片集成的潜力。
2024-12-14 quant-ph
Fiber-coupled broadband quantum memory for polarization-encoded photonic qubits
该研究提出一种光纤耦合环路-开关量子存储平台，测得约54%的直通效率及按0.5^(N+1)缩放的存储效率，验证了不同存储周期下超宽带偏振光子量子比特的高保真存储，为量子网络提供低损耗存储方案。
2025-05-15 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
High-Dimensional Quantum Key Distribution based on Multicore Fiber using Silicon Photonic Integrated Circuits
量子密钥分发（QKD）提供了一种无条件安全的信息交换方式。历史上，QKD协议一直基于二进制信号格式，例如两个偏振态，并且量子密钥的传输信息效率本质上限于1比特/光子。在这里，我们提出并实验证明，第一次，一个高维QKD协议的基础上空分复用在多芯光纤使用硅光子集成光波电路。我们成功地在四维希尔伯特空间中实现了三个相互无偏的基，并实现了低而稳定的量子误码率，远低于相干攻击和个人攻击的限制。与以前的演示相比，在我们的协议中使用多芯光纤提供了一种更有效的方式来创建高维量子态，并能够打破传统QKD协议的信息效率限制。此外，我们工作中使用的硅光子电路集成了可变光衰减器、高效多芯光纤耦合器和马赫-曾德尔干涉仪，能够以紧凑和稳定的方式操纵高维量子态。我们的演示为利用最先进的多芯光纤进行长距离高维QKD铺平了道路，并为高信息效率的量子通信促进了硅光子学。
2016-10-07 quant-ph
Quantum Frequency Translation of Single-Photon States in Photonic Crystal Fiber
实验研究了非经典光场在光子晶体光纤（PCF）中通过布拉格散射四波混频过程的频率平移。PCF中的高非线性和控制色散的能力使得能够在可见光到近红外光谱范围内的光子通道之间进行有效的转换，这在量子网络中很有用。在683 nm处预示的单光子被转换为659 nm，效率为$28.6 \pm 2.2$ %。对683 nm和659 nm场的二阶相关测量分别产生了$g^{(2)}_{683}(0) = 0.21 \pm 0.02$和$g^{(2)}_{659}(0) = 0.19 \pm 0.05$，表明这两个场的非经典性质。
2010-06-23 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
Reduction of Guided Acoustic Wave Brillouin Scattering in Photonic Crystal Fibers
导声波布里渊散射（GAWBS）产生的相位和偏振噪声的光在玻璃纤维中传播。这种过量的噪声影响在量子噪声极限下操作的各种实验的性能。我们实验证明了减少GAWBS噪声的光子晶体光纤在一个广泛的频率范围内使用腔声动力学。我们将噪声频谱与标准光纤的噪声频谱进行比较，并在高达200 MHz的频率范围内观察到10倍的噪声降低。基于我们的测量结果以及数值模拟，我们建立了一个模型，用于降低光子晶体光纤中的高斯白噪声。
2006-07-24 physics.optics quant-ph
A rigid, low-loss fiber-optic coupler for cryogenic photonics
针对低温光子学测量需求，本文提出一种机械刚性的低损耗光纤耦合器，在低温下对电信波长光实现超过50%的耦合效率，并具备免对准和抗机械振动特性。
2023-05-29 physics.optics quant-ph
Depolarized guided acoustic wave Brillouin scattering in hollow-core photonic crystal fibers
利用量子噪声限制的光外差探测技术，我们观测到了光在空芯光子晶体光纤中传输时的偏振噪声。我们比较的噪声频谱的一个标准的光纤，发现增加的噪声，即使光主要是在空气中传输的空芯PCF。结合我们在空芯光子晶体光纤的声学振动模式的模拟，我们提供了一个解释的偏振噪声与导声波布里渊散射（GAWBS）的变化。在此，空芯PCF中的声振动通过调制光子晶体结构的几何形状来影响有效折射率，而不是如在实芯光纤中那样调制光纤芯中的应变。这在由光子晶体结构引导的光中引起偏振噪声。
2015-08-06 physics.optics quant-ph
Raman tailored photonic-crystal-fiber for telecom band photon-pair generation
我们报道了一种新型非线性充液空芯光子晶体光纤的实验表征，该光纤通过自发四波混频产生电信波长的光子对。我们表明，在这个应用程序的优化过程中，链接的非线性液体的选择的光纤的设计参数，我们给出了一个例子，这样的优化在电信波长。结合这些波长的光纤和经典表征技术的建模，我们确定，所选的光纤和液体的组合，自发四波混频相位匹配频率范围内没有拉曼散射噪声污染。这是获得具有高信噪比的电信波段光纤光子对源的第一步。
2017-09-26 physics.optics quant-ph
Transporting long-lived quantum spin coherence in a photonic crystal fiber
将粒子限制在空芯光子晶体光纤中，为扩大粒子与光相互作用的距离和时间开辟了新的前景。然而，保持长寿命的量子自旋相干性和/或在波导中将其在宏观距离上传输仍然具有挑战性。在这里，我们展示了相干引导的85 Rb原子的基态叠加在一厘米范围内，数百毫秒内的空芯光子晶体光纤。退相干主要是由于光阱产生的残余差分光频移（DLS）和环境磁场的不均匀性引起的。我们的实验建立了一个多功能的平台，可以导致应用在量子信息网络和量子传感的物质波电路的重要一步。
2019-04-03 physics.atom-ph quant-ph
Efficient Guiding of Cold Atoms though a Photonic Band Gap Fiber
我们展示了第一次引导冷原子通过一个88毫米长的光子带隙光纤。导势是由在12 μ m空芯光纤内传播的远场共振偶极阱产生的。我们从暗斑85-Rb磁光阱加载光纤，并在1.5 m/s的速度下观察到超过10^5原子/s的峰值通量。与一个额外的水库光学偶极陷阱，一个恒定的原子通量为1.5 - 10^4原子/秒持续超过150\，ms。这些结果开辟了有趣的可能性，研究非线性光-物质相互作用在一个近一维的几何形状，并铺平了道路，引导物质波干涉。
2010-10-01 physics.atom-ph quant-ph
Probing the dispersive and spatial properties of planar photonic crystal waveguide modes via highly efficient coupling from optical fiber tapers
提出了一种基于光纤的探测器，用于有效地激发高折射率对比度平面光子晶体（PC）平板的波导模式。利用PC的色散，由标准二氧化硅单模光纤形成的光纤锥形波导用于将光倏逝地耦合到图案化硅膜的导模中。在光纤锥和PC波导模式之间获得了约95%的耦合效率，该PC波导模式适合于与先前研究的超小模式体积高Q PC谐振腔集成[1]。光纤锥的横向尺寸和色散也被用作近场空间和光谱探针，以研究PC波导模式的分布和色散。这种晶圆级探测技术的模式选择性，连同其高效率，表明它将是有用的，在未来的量子和非线性光学实验采用平面PC。
2003-08-12 physics.optics quant-ph
Scalable fiber integrated source for higher-dimensional path-entangled photonic quNits
集成光子电路为在高维光子系统中进行复杂的量子光学实验提供了可能。然而，集成和可扩展性的优势只能充分利用与源的可用性更高维纠缠光子。在这里，一种新的光纤集成源的路径纠缠光子在电信波段在1.55 \mum，仅使用标准的光纤技术。由于特殊的设计，该源显示出良好的可扩展性，向更高的维度纠缠光子态（quNits），而路径纠缠提供直接兼容片上路径编码。我们提出了一个实验实现的路径纠缠的两个量子比特源。一个非常高的质量的纠缠验证了各种测量，即。执行断层摄影状态重建，导致（99.45 ± 0.06）%的背景校正保真度。此外，我们描述了一个简单的方法，将我们的源扩展到任意高的维度。
2012-04-30 physics.optics 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
An Atom Interferometer inside a Hollow-core Photonic Crystal Fiber
电磁波和物质波之间的相干相互作用是量子科学和技术的核心。然而，光的衍射性质限制了许多基于原子光的量子系统的可扩展性。利用空芯光子晶体光纤中的光场对自由下落的~（85）Rb原子相干叠加态进行空间分裂、反射和重组，实现了一种惯性灵敏的原子干涉仪。干涉仪在无衍射距离上工作，不同距离处的对比度和相移在一个标准误差内一致。相位相干光子系统与量子系统的集成，在提高原子干涉仪在精密测量和量子传感领域的能力方面具有巨大的前景，其器件设计小型化，激光功率消耗效率高。
2018-01-20 physics.atom-ph quant-ph
Radiation trapping inside a hollow-core photonic crystal fiber
报道了空芯光子晶体光纤（PCF）中的辐射俘获效应。利用光偶极阱将原子加载并限制在光子晶体光纤中，而不与光纤壁接触。对探测光在光子晶体光纤中的传输进行了理论和实验研究。结合实验结果和理论预测，我们认为光子晶体光纤中的辐射俘获效应在光子晶体光纤的光谱测量中起着重要的作用。
2014-06-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
On-demand storage of photonic qubits at telecom wavelengths
电信波长的量子存储器对于基于现有光纤网络构建大规模量子网络至关重要。电信光子量子比特的按需存储是这种网络应用的基本要求，但尚未得到证明。在这里，我们展示了电信光子量子比特的存储和按需检索使用的激光写入波导制作在$^{167}$ Er $^{3+}$：Y $_2$ SiO $_5$晶体。波导存储器的两端直接与光纤阵列连接，光纤到光纤的效率为51%。用单光子相干脉冲编码的时间仓量子比特可以获得98.3（1）%的存储保真度，这远远超过了经典的测量和准备策略所能达到的最大保真度。该器件具有高可靠性、易扩展性，可直接集成到光纤网络中，在基于光纤的量子网络中发挥重要作用。
2022-11-16 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
Optical-fiber based measurement of an ultra-small volume high-Q photonic crystal microcavity
设计了一个二维光子晶体半导体微腔，其品质因数Q ~ 40,000，模体积Veff ~ 0.9立方波长。一个微米级的光纤锥被用来作为一种手段来探测腔模式的光谱和空间特性，不仅允许测量模式损耗，而且还能够确定腔模式的面内定位。这种在光学微腔中同时实现高Q值和超小Veff的现象在量子光学、非线性光学和光电子学领域具有潜在的应用价值。特别地，测量的Q和Veff值可以使腔量子电动力学中的原子和量子点系统都能够强耦合。
2003-09-25 physics.optics 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
