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摘要

对非线性晶体参量下转换过程所产生的纠缠光子对的一路光子进行测量, “宣布”式地在另一路获得单光子, 是制备单光子源的一种重要途径. 其中, 核心的问题是如何得到较高的宣布效率. 本文以I类相位匹配偏硼酸钡 ( β-BaB ₂O ₄, BBO)非线性晶体参量下转换过程中所产生的偏振纠缠光子对为例, 通过研究其纠缠特性来对宣布效率与宣布测量基选择的相关性进行理论分析. 进而, 利用光纤偏振分束器和三个单光子探测器搭建的扩展型Hanbury Brown-Twiss实验装置, 实现了宣布效率的测量. 实验结果表明, 宣布效率确实与宣布基选择有关: 对本系统的纠缠光子源而言, 采用 $|+/-\rangle$ 偏振宣布基所得到的宣布效率比采用 $|H/V\rangle$ 偏振宣布基所得到的宣布效率提高了大约4%.

关键词:

Abstract

The method by measuring one photon of an entangled two-photon pair to simultaneously herald another photon as the single photon, is one of the important ways to prepare the desired single-photon source. However, achieving high herald efficiency is still an open problem. In this paper, with the polarization entangled photon pairs generated by the parametric down-conversion process in the I-type phase-matched BBO ( β-BaB ₂O ₄) nonlinear crystal, we investigate how the herald efficiency of the single-photon along the ideal path depends on the selection of the heralded basis of the photon in the signal path. An extended Hanbury-Brown-Twiss experimental system is built with a fiber polarizing beam splitter and three single-photon detectors, to experimentally measure the herald efficiency of the heralded single-photon source. Our results show that with the present polarization entangled-photon system whose quality is relatively low, the herald efficiency with the $|+/-\rangle$ heralded basis is enhanced 4% compared with that with the $|H/V\rangle$ heralded basis.

Keywords:

作者及机构信息

杨宏恩¹,
韦联福^1,2

1.
2.

通信作者:韦联福,lfwei@swjtu.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 11974290, U1330201)资助的课题

Authors and contacts

Yang Hong-En¹,
Wei Lian-Fu^1,2

1.
2.

Corresponding author:Wei Lian-Fu,lfwei@swjtu.edu.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11974290, U1330201).

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参考文献

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施引文献

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延时/ns	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
符合计数	7905	8043	6369	6379	6351	6349	6377	6328	6322	6339	6318

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符合通道	$N_{13}$	$N_{23}$	$N_{123}$
$\|H\rangle\|H\rangle$	583	607	111
$\|+\rangle\|+\rangle$	693	730	158

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信号光路偏振状态	信号光路光子计数率	闲置光场所处的偏振态	符合计数
$\|H\rangle$	6859	$\|H\rangle$	1142
$\|H\rangle$	6859	$\|V\rangle$	54
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$\|V\rangle$	6945	$\|H\rangle$	39
$\|+\rangle$	7492	$\|+\rangle$	1416
$\|+\rangle$	7492	$\|-\rangle$	12
$\|-\rangle$	6277	$\|-\rangle$	1178
$\|-\rangle$	6277	$\|+\rangle$	15

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