研究目的
通过级联纠缠光子源与可调谐线性介质，研究调控双光子多自由度纠缠特性的能力。
研究成果
级联结构为同时定制纠缠光子的频率和偏振自由度提供了一种多功能工具。在光谱和偏振域中塑造双光子态的能力，为量子信息处理、量子传感和基础物理研究中的量子光源工程开辟了新途径。
研究不足
该技术需要对线性介质的色散特性和双折射特性进行精确控制。泵浦激光器的相干时间以及PPSFs的光谱重叠会影响干涉可见度和纠缠程度。
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级联纠缠光子源的双光子整形
DOI：10.1038/s41534-019-0188-1
期刊：npj Quantum Information
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
量子纠缠是量子光学的重要组成部分，已广泛应用于计算、密码学和计量学等领域。光子间的纠缠可存在于多种自由度（DOFs）中，即使是最简单的双体系统也能占据庞大的希尔伯特空间。因此，通过全面控制多自由度纠缠光子的特性来利用这一多维空间实现各类量子应用具有重要价值。虽然现有纠缠光子源能产生单自由度或多自由度的纠缠，但目前仍缺乏能对多自由度纠缠特性进行塑形与控制的实用技术。我们证明：通过级联两个及以上纠缠光子源并在其间设置可调谐线性介质，可生成频率域和偏振域特性可定制的纠缠光子对。首先建立量子力学模型研究该级联结构产生的量子态，特别关注泵浦时间相干性、线性色散效应以及纠缠光子源间施加的偏振变换影响；随后通过调控置于两个纠缠光子源之间的线性介质色散与双折射特性，在全光纤、相位稳定且无需对准的构型中实验生成了纠缠特性可调的光子对。结果表明该级联结构能灵活调控多自由度纠缠光子特性，为量子光源工程开辟了新途径。
作者：
Arash Riazi，Changjia Chen，Eric Y. Zhu，Alexey V. Gladyshev，Peter G. Kazansky，J. E. Sipe，Li Qian
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