Efficient single-spatial-mode periodically-poled KTiOPO_4 waveguide source for high-dimensional entanglement-based quantum key distribution
我们证明了在1560 nm的高纯度光子对的产生在一个单一的空间模式从一个极化KTiOPO_4（PPKTP）波导。PPKTP波导源具有近无损的光谱滤波，单模光纤耦合效率约为80%，非常适合于基于高维时间-能量纠缠的量子密钥分发。使用高计数率自差分InGaAs单光子雪崩光电二极管，配置方形或正弦门控，我们实现了> 1 Mbit/s的原始密钥生成，每光子编码3位，并且据我们所知，在不扣除偶然巧合的情况下，报告的最高Franson量子干涉可见度为98.2%。
2012-11-19 quant-ph
Observation of triply coincident nonlinearities in periodically poled KTiOPO4
我们报告的同时准相位匹配的所有三种可能的非线性传播沿X轴的周期极化（PP）KTiOPO4（KTP）的二次谐波产生的745 nm脉冲光从1490 nm亚皮秒脉冲在PPKTP晶体与45.65微米的极化周期。这证实了K. Kato和E. Takaoka [Appl.Opt.41，5040（2002）]。这种重合的非线性对于实现多体连续变量纠缠的紧凑源是重要的[Pfister等人，物理评论A 70，020302（2004）]，我们提出了一个新的更简单的方法纠缠四个领域，基于这种三重符合。
2005-05-17 physics.optics quant-ph
Experimental characterization of three-wave mixing in a multimode nonlinear KTiOPO_4 waveguide
我们报道了在792-815 nm光谱区周期性极化KTiOPO_4波导中II型三波混频的相位匹配函数的实验确定。测量是通过频谱调谐的基波分量的和频产生来进行的。已观察到的波导中的激发空间模式上的观察到的信号的强烈依赖性，并充分解释。这些结果表明了一种利用波导进行自发参量下转换的方法，在明确的空间模式中产生光子对。
2010-07-21 quant-ph
Generation of Polarization Squeezing with Periodically Poled KTP at 1064 nm
报道了基于周期极化KTP晶体（PPKTP）的I型光参量放大器（OPA）在1064 nm处直接产生偏振压缩的实验研究。偏振压缩态的正交偏振模式都由OPA腔模式定义，并且由PPKTP晶体引起的双折射由第二个但不活动的PPKTP晶体补偿。观察到3.6dB的斯托克斯参量压缩和9.4dB的反压缩。
2007-03-06 physics.optics quant-ph
Numerical Investigation of Photon-Pair Generation in Periodically Poled MTiOXO4 (M = K, Rb, Cs; X = P, As)
我们提出了一个详细的数值研究的五个非线性材料和它们的属性，光子对创建使用参数下转换。铁电非线性材料的周期性极化是产生共线传播光子对的一种简便方法。大多数应用和实验为此目的使用众所周知的磷酸钛氧钾（KTiOPO 4，ppKTP）和铌酸锂（LiNbO 3，ppLN）晶体。在这篇文章中，我们提供了一个深入的讨论家庭KTP同构的非线性材料，包括KTP本身，以及更不常见的CTA（CsTiOAsO 4），KTA（KTiOAsO 4），RTA（RbTiOAsO 4）和RTP（RbTiOPO 4）。我们讨论了以何种方式这些晶体可以用于创建光谱纯的下转换状态和产生晶体固有的偏振和频率纠缠。对新材料的研究揭示了一系列全新的有前途的实验装置，在某些情况下甚至超过了现有的材料ppLN和ppKTP。
2017-09-04 quant-ph
Dispersion-based control of modal characteristics for parametric down-conversion in a multimode waveguide
我们报道了在周期性极化的磷酸钛氧钾（KTiOPO4）非线性波导中通过II型自发参量下转换产生基本空间模式的近红外光子对，该波导支持多个横模。这在实验上证明了一种通用的方案，用于控制所产生的非经典光的空间特性的基础上开发的模间色散。下转换光子的特征在于在预示的制度中的光束品质因数的测量。
2012-01-23 quant-ph
Efficient generation of highly squeezed light and second harmonic wave with periodically poled MgO:LiNbO_3
我们报道了利用周期极化的MgO：LiNbO $_{\mathrm{3}}$（PPMgLN）晶体有效地产生连续波压缩光和二次谐波，这使我们能够利用大的非线性光学系数$d_{\mathrm{33}}$。利用PPMgLN晶体制作的亚阈值光参量振荡器在860 nm处获得了$-7.60 \pm 0.15$ dB的压缩能级。我们还产生了400 mW的二次谐波在430 nm从570 mW的基波与70%的转换效率，通过使用PPMgLN晶体内的外腔。
2009-12-21 quant-ph
Generation of picosecond pulsed coherent state superpositions
我们提出了近似的相干态叠加的产生-被称为薛定谔猫态-通过在830 nm的皮秒脉冲压缩光的状态减去单光子的过程。压缩真空态产生的自发参量下转换（SPDC）在周期性极化KTiOPO 4晶体，而单光子的概率减去使用分束器和单光子探测器。利用时间分辨零差量子态层析技术对所得到的态进行了全面表征。改变泵浦功率的SPDC，我们产生了不同的状态，表现出非高斯行为。
2013-11-05 quant-ph
Atom-resonant squeezed light from a tunable monolithic ppRKTP parametric amplifier
利用可调谐、双共振、单片亚阈值光参量振荡器，在双极化掺铷磷酸钛氧钾晶体中实现了铷原子D1线（795 nm）的真空压缩.最近在这种材料中观察到的强色散光学非线性压缩似乎没有减弱。
2018-01-06 quant-ph
Quantum squeezing in an all-resonant periodically poled lithium niobate microresonator
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Ming Hsieh Department of Electrical and Computer Engineering, University of Southern California（南加州大学明海电气与计算机工程学院）；Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室材料科学部）
该研究在光子芯片中实现了高压缩比的量子压缩，展示了首个全共振χ^(2)腔压缩器，为量子传感提供了高效光源。
2026-02-26 physics.optics quant-ph
Squeezed light for bandwidth limited atom optics experiments at the Rubidium D1 line
报道了利用周期性极化的KTiOPO $_{4}$（PPKTP）在光参量振荡器中产生的铷原子D1线（795 nm）处大于5 dB的真空压缩光。我们证明了压缩在低边带频率，使这个源的非经典光兼容带宽有限的原子光学实验。当PPKTP作为一个参数放大器，我们表现出稳定锁定在150 kHz-500 kHz的频率范围内的噪声降低4 dB。这与大信息延迟条件下铷热蒸气室中电磁感应透明（EIT）的带宽相匹配。
2006-11-20 quant-ph
Controllable generation of highly nonclassical states from nearly pure squeezed vacua
我们提出了各种高度非经典光态的可控产生，包括单光子态和介观不同组分的叠加态。所产生的态的高度非经典性是由维格纳函数的负性来衡量的，这是我们所知道的最大的。我们的方案是基于光子减法从一个几乎纯压缩真空，从一个光学参量振荡器产生的非线性介质的极化KTiOPO $_4$晶体。这是实现通用量子门基本元件的重要一步，也是作为光谱学和量子存储研究的高度非经典输入探针的重要一步。
2006-09-20 quant-ph
Improvement of vacuum squeezing resonant on the rubidium D1 line at 795 nm
报道了用周期极化KTiOPO 4（PPKTP）晶体高效产生795 nm的二次谐波激光和单模真空压缩光。我们在倍频腔中用PPKTP晶体从191 mW的基频光获得了111 mW的397.5 nm的紫外光，对应于58.1%的转换效率。用紫外光泵浦PPKTP晶体的光参量振荡器，实现了-5.6dB的最大压缩。我们分析了压缩能级与泵浦功率的关系，得出了紫外光诱导损耗限制压缩能级提高的结论。产生的压缩光在量子存储和超精密测量方面有着巨大的应用潜力。
2016-01-20 physics.optics quant-ph
Generation of squeezed light with monolithic optical parametric oscillator: Simultaneous achievement of phase matching and cavity resonance by temperature control
我们用单片光学参量振荡器产生了860 nm的压缩态光。光学参量振荡器由周期极化的KTiOPO_4晶体组成，晶体两端经过球面抛光和镜面镀膜。我们只通过控制晶体的温度来实现相位匹配和腔谐振。我们观察到高达-8.0 dB的压缩与带宽为142 MHz。我们的技术使得用一个激光器同时驱动多个单片腔成为可能。因此，我们的单片光学参量振荡器是非常适合的连续变量量子信息实验，我们需要大量的高度压缩光束。
2010-07-18 quant-ph
Observation of time correlation function of multimode two-photon pairs on a rubidium D$_2$ line
我们报道了利用周期性极化的KTiOPO $_4$晶体在铷原子D $_2$线（780 nm）上产生的I型多模双光子态。在远低于阈值的简并光参量振荡器中，我们观察到振荡的关联函数，两个光子之间的互相关表明腔带宽约为7.8 MHz。我们还用法布里-P $\acute{\rm{e}}$ rot标准具滤除了它的大部分纵模，并观察了它的时间关联函数。实验数据与理论曲线拟合良好。该系统可用于演示窄带光子在Rb原子系综中的存储和提取，这对长距离量子通信具有重要意义。
2008-06-26 quant-ph
Squeezed light at 1550 nm with a quantum noise reduction of 12.3 dB
在1550 nm波长处的光的连续波压缩态最近被证明，但到目前为止，所获得的噪声抑制因子仍然落后于今天在1064 nm处证明的最佳压缩值。在这里，我们报告的实现上的半单片非线性谐振器的基础上，双极化磷酸钛氧钾，使直接检测高达12.3 dB的压缩在5 MHz。压缩被观察到的频率为2千赫，这是很好的检测频带内的引力波干涉仪。我们的研究结果表明，一个长期稳定的1550 nm压缩光源可以实现与强压缩覆盖整个第三代引力波探测器，如爱因斯坦望远镜的检测波段。
2011-10-17 quant-ph
Few-mode squeezing in type-I parametric downconversion by complete group velocity matching
本研究针对频率简并脉冲I型参量下转换光源光谱多模、单模压缩度有限的问题，提出通过泵浦与信号光完全群速度匹配实现少模压缩，在80mm周期极化掺镁铌酸锂晶体中可获得12dB压缩。
2024-08-18 quant-ph
Generation of monocycle squeezed light in chirped quasi-phase-matched nonlinear crystals
提出了非耗尽准单色泵浦啁啾准相位匹配二阶非线性晶体中光参量下转换的量子理论。这个理论使我们能够考虑产生超宽带压缩态的光，是有效的任意，充分缓慢变化的非线性极化配置文件。利用下转换光场的一阶近似量子解，计算了压缩谱和特征压缩角。我们比较近似解的精确和数值的，并找到一个很好的协议。这种比较验证了我们的近似解决方案中的制度，现有的方法是不适用的。结果表明，非周期极化晶体是产生超宽带压缩光的理想材料，其压缩带宽几乎覆盖整个光谱，相关时间接近单个光周期。
2017-03-23 quant-ph
Continuous-wave non-classical light with GHz squeezing bandwidth
压缩态可以用于基于纠缠的连续变量量子密钥分发，其中安全密钥速率与压缩的带宽成正比。我们产生了一个非经典的连续波激光场在电信波长为1550 nm，这表明压缩超过2 GHz的带宽。实验装置使用通过周期性极化的磷酸钛氧钾晶体（PPKTP）的参数下转换。我们没有对基本波长使用任何共振增强，这在原则上应该允许在几纳米的全相位匹配带宽上产生压缩光。我们测量的压缩是高达0.3 dB以下的真空噪声从50 MHz到2 GHz的零差检测器的测量带宽的限制。压缩强度可能受到非线性晶体内部热透镜效应的限制。
2012-04-27 physics.optics quant-ph
Periodically poled thin-film lithium niobate ring Mach Zehnder coupling interferometer as an efficient quantum source of light
Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）
本研究提出含PPLN波导的对称RMZI量子光源，可在亚毫瓦泵浦下生成高于-12dB的可调压缩光，还可通过20ps脉冲生成高纯度高预告效率的单光子，且兼容现有制造工艺。
2024-08-07 physics.optics quant-ph
Generation of 12 dB squeezed light from a waveguide optical parametric amplifier using a machine-learning-controlled spatial light modulator
The University of Tokyo（东京大学）；NTT, Inc.（日本电信电话株式会社）；RIKEN Center for Quantum Computing（理化学研究所量子计算研究中心）；OptQC Corp.（OptQC公司）
利用机器学习优化的光空间光调制器，实现通过波导光学参量放大器生成12 dB压缩光
2026-03-03 quant-ph
Fully guided and phase locked Ti:PPLN waveguide squeezing for applications in quantum sensing
本文提出全导波、锁相的 Ti:PPLN 波导单模压缩产生方案，实现光纤内 -3.17(9) dB 有效压缩，并在光纤相位传感中获得 0.35 dB 信噪比量子增强。
2023-06-07 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Generation of 10-dB squeezed light from a broadband waveguide optical parametric amplifier with improved phase locking method
The University of Tokyo（东京大学）；NTT, Inc.（日本电信电话株式会社）；Kasetsart University（泰国农业大学）；RIKEN Center for Quantum Computing（理化学研究所量子计算中心）；OptQC Corp.（OptQC公司）
通过改进的相位锁定方法，利用宽带波导光学参量放大器实现了10 dB以上的压缩光，为容错超快通用光学量子计算奠定基础。
2025-11-20 quant-ph
High-bandwidth squeezed light at 1550 nm from a compact monolithic PPKTP cavity
我们报告的压缩真空态的光在1550 nm的宽带量子噪声降低高达4.8 dB的范围从5 MHz到1.2 GHz的边带频率的产生。我们使用了定制设计的2.6 mm长的双凸极化磷酸钛氧钾（PPKTP）晶体。它具有反射涂层的端面，2.26 GHz的线宽和产生的压缩通过光参量放大。采用两种不同量子效率和带宽的零差探测器对非经典噪声进行抑制。我们测量的压缩值高达4.8 dB，从5到100 MHz和高达3 dB，从100 MHz到1.2 GHz。压缩真空测量受到探测损失的限制。我们提出了一种改进的检测方案，以测量高达10 dB的压缩超过1 GHz。GHz带宽压缩光产生的结果为高速量子密钥分发提供了新的前景。
2013-05-30 physics.optics quant-ph
Fabrication of low-loss quasi-single-mode PPLN waveguide and its application to a modularized broadband high-level squeezer
连续波（CW）宽带高能级光正交挤压器是在时域复用连续变量光团簇态上进行高速大规模容错量子计算的关键。利用波导光参量放大器（OPA）可以获得连续波太赫兹带宽压缩光，但由于结构扰动和泵浦诱导效应引起的光损耗导致压缩能级退化，压缩能级已不能满足容错量子计算的应用。在这里，通过使用机械抛光工艺，我们制作了一个低损耗准单模单极化铌酸锂（PPLN）波导，这表明7%的光传播损耗与波导长度为45毫米。使用波导，我们组装了一个低损耗的光纤尾纤OPA模块的总插入损耗为21%。由于其直接键合在LiTaO3基片上的芯，即使在数百毫瓦的泵浦条件下，波导也不会显示泵浦引起的光损耗。此外，准单模结构抑制了高阶空间模的激发，使我们能够获得更大的压缩能级。即使包括光耦合损耗的模块化，我们观察到6.3 dB的压缩光从DC分量高达6.0太赫兹的边带在一个完全的光纤封闭的光学系统。通过排除由于模块化和检测的不完善而引起的损耗，PPLN波导的输出处的压缩水平估计超过10 dB。我们的波导挤压器是一个很有前途的量子光源的高速大规模容错量子计算。
2022-01-05 physics.optics quant-ph
Over-8-dB squeezed light generation by a broadband waveguide optical parametric amplifier toward fault-tolerant ultra-fast quantum computers
NTT Device Technology Labs, NTT Corporation（NTT设备技术实验室，NTT公司）；Department of Applied Physics, School of Engineering, The University of Tokyo（东京大学工学部应用物理系）；Optical Quantum Computing Research Team, RIKEN Center for Quantum Computing（理研量子计算中心光学量子计算研究团队）
通过改进测量装置，首次实现超过8dB压缩光生成，为超快量子计算机发展提供新可能。
2023-01-30 physics.optics quant-ph
