Faserbasierte Lichtquelle für verschränkte Photonen mit riesigem regelbarem Frequenzabstand
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Nichtklassische Lichtzustände spielen eine entscheidende Rolle in Quantentechnologien, insbesondere in der Quantenkommunikation, -berechnung, -bildgebung, -sensorik und - spektroskopie. Besonders gefragt sind verschränkte Photonenpaare (Biphotonen), die die Erzeugung angekündigter Einzelphotonen (heralded single photon) ermöglichen und innovative Techniken wie Bildgebung und Spektroskopie mit unentdeckten Photonen unterstützen. Dieser Ansatz, basierend auf induzierter Kohärenz, erlaubt es, Materialien bei einer bestimmten Frequenz zu untersuchen, indem ein verschränktes Photon bei einer stark abweichenden Frequenz analysiert wird. Dies eröffnet den Zugang zu herausfordernden spektralen Bereichen wie Ultraviolett (UV) oder mittlerem Infrarot (MIR). Die Erzeugung von Biphotonen muss strenge Anforderungen erfüllen, darunter Abstimmbarkeit im Frequenzbereich und Modenstruktur. Zudem verbessern große spektrale Abstände innerhalb der Photonenpaare Anwendungen in Bildgebung und Spektroskopie. In der Vergangenheit haben wir die Möglichkeit demonstriert, abstimmbares korreliertes Zwillingsstrahlen unter Verwendung von photonischen Kristallfasern mit hohlem, mit Argon gefülltem Kern zu erzeugen. Durch Pumpen bei anomaler Dispersion kann das Modulationsinstabilitäts-Regime erreicht werden. Die Verwendung von einatomigem Gas umgeht dabei die Raman-Streuung, die normalerweise die Qualität der Quellen beeinträchtigt. In diesem Projekt zielten wir darauf ab, verschränkte Photonenpaare mit extremer Frequenztrennung zu erzeugen, die den UV- und IR-Bereiche abdecken, unter Verwendung von gasgefüllten Hohlkernfasern, jedoch im normalen Dispersionsregime, wo die Seitenbänder weit von der Pumpwellenlänge entfernt sind. Um Probleme mit der Gruppenlaufzeitdispersion zu vermeiden, benötigten wir einen modengekoppelten Laser, der ps-lange Pulse liefert. Zur Validierung unseres Ansatzes planten wir Experimente zur induzierten Kohärenz.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Fiber-based biphoton source with ultrabroad frequency tunability. Optics Letters, 46(16), 4033.
Lopez-Huidobro, Santiago; Lippl, Markus; Joly, Nicolas Y. & Chekhova, Maria V.
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Tunable fiber source of entangled UV-C and infrared photons. Optics Letters, 48(13), 3423.
Lopez-Huidobro, Santiago; Noureddin, Mohammad; Chekhova, Maria V. & Joly, Nicolas Y.
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“Tunable Fiber Source of Entangled Ultraviolet and Infrared Photons,” FF1L.4, 2023 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO), San Jose, CA, USA, pp. 1-2.
S. Lopez-Huidobro, M. V. Chekhova & N. Y. Joly
