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DEVICE AND METHOD FOR GENERATING POLARIZATION-ENTANGLED PHOTON PAIR

Foreign code F110003203
File No. K02402WO
Posted date Jun 22, 2011
Country WIPO
International application number 2010JP059461
International publication number WO 2010/140661
Date of international filing Jun 3, 2010
Date of international publication Dec 9, 2010
Priority data
  • P2009-134293 (Jun 3, 2009) JP
Title DEVICE AND METHOD FOR GENERATING POLARIZATION-ENTANGLED PHOTON PAIR
Abstract Disclosed is a device (1) for generating wavelength-multiplexed polarization-entangled photon pairs which comprises a pump light source (2), a quantum-entangled photon pair generator (4) into which pump light (3) emitted from the pump light source (2) is led, and a wave separator (7) into which parametric photon pairs (5) having multiplexed wavelengths emitted from the quantum-entangled photon pair generator (4) are led, wherein the quantum-entangled photon pair generator (4) is constituted of a nonlinear optical crystal (11) and generates wavelength-multiplexed polarization-entangled photon pairs through type-II phase matching with respect to the pump light (3). The nonlinear optical crystal (11) can be formed from lithium tantalate having a periodically poled structure (11A), and the wave separator (7) can be an arrayed-waveguide grating. Thus, wavelength-multiplexed polarization-entangled photon pairs (5) can be generated by such simple device.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】 ポンプ光源と、
 上記ポンプ光源から出射したポンプ光が入射される量子もつれ光子対生成体と、
 上記量子もつれ光子対生成体から出射される波長が多重されたパラメトリック光子対が入射される分波器と、
を含み、
 上記量子もつれ光子対生成体が非線形光学結晶からなり、上記ポンプ光に対してタイプIIの位相整合によって波長多重の偏光量子もつれ光子対を生成するようにした、波長多重偏光量子もつれ光子対の生成装置。

【請求項2】 前記非線形光学結晶が、周期分極反転構造を有している、請求項1に記載の波長多重偏光量子もつれ光子対の生成装置。

【請求項3】 前記周期分極反転構造の分極反転周期は、前記非線形光学結晶の光軸方向で徐々に変化する線形チャープ構造を有している、請求項2に記載の波長多重偏光量子もつれ光子対の生成装置。

【請求項4】 前記非線形光学結晶が、タンタル酸リチウムからなる、請求項1~3の何れかに記載の波長多重偏光量子もつれ光子対の生成装置。

【請求項5】 前記分波器が、アレイ導波路回折格子からなる、請求項1に記載の波長多重偏光量子もつれ光子対の生成装置。

【請求項6】 非線形光学結晶からなる量子もつれ光子対生成体を形成し、 上記量子もつれ光子対生成体へ角周波数がωpのポンプ光を照射し、
 上記ポンプ光と上記量子もつれ光子対生成体内で発生させるシグナル光とアイドラー光との間でタイプIIの位相整合を行い、互いに偏光が直交し、かつ、波長が多重された偏光量子もつれ光子対を生成し、
 上記波長が多重された偏光量子もつれ光子対を、角周波数がω012,・・・ωn-2n-1nとなるように分波し、
 上記波長多重された各一対の偏光量子もつれ光子対を、下記(6)式で表わされるエネルギー保存則を満たす角周波数関係とする、波長多重偏光量子もつれ光子対の生成方法。
【数式1】

【請求項7】 前記非線形光学結晶に周期がλの周期分極反転構造を、前記ポンプ光の光軸方向に形成し、
 上記周期λを、下記(7)式を満足する周期とし、
 前記ポンプ光と前記量子もつれ光子対生成体内で発生させる前記シグナル光と前記アイドラー光との間で擬似位相整合を行う、請求項6に記載の波長多重偏光量子もつれ光子対の生成方法。
【数式2】 ここで、kp,ks,ksは、それぞれ、前記非線形光学結晶中に入射したポンプ光の波数ベクトル、前記非線形光学結晶内で発生するシグナル光の波数ベクトル、前記非線形光学結晶内で発生するアイドラー光の波数ベクトルである。

【請求項8】 前記周期分極反転構造の分極反転周期を、前記非線形光学結晶の光軸方向で徐々に変化する線形チャープ構造とする、請求項7に記載の波長多重偏光量子もつれ光子対の生成方法。

【請求項9】 前記非線形光学結晶を、タンタル酸リチウムとする、請求項6ないし8の何れかに記載の波長多重偏光量子もつれ光子対の生成方法。

【請求項10】 前記分波を、アレイ導波路回折格子を用いて行う、請求項6に記載の波長多重偏光量子もつれ光子対の生成方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY
  • Inventor
  • SHIMIZU Ryosuke
  • EDAMATSU Keiichi
IPC(International Patent Classification)
Reference ( R and D project ) PRESTO Evolution of Light Generation and Manipulation AREA
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