单光子水平激光脉冲的光谱压缩

发布时间:2017-03-07       阅读:1668


在光纤中,低损耗传输是1550nm单光子的固有和独特的性质。在全光纤的量子网络中,1550nm单光子几乎用于所有的量子信息任务,例如量子计量、量子计算、以及量子加密。自发参量下转换光源容易产生1550nm的纠缠光子对,并且通常产生300GHz的光谱带宽。然而,窄带的、近可见光波长的光子具有最有效的量子存储的能力和容易被硅雪崩光电二极管探测的能力。解决上述问题的关键技术就是研制出可逆地映射光子的中心频率和带宽的相干接口,以避免过多的损失。



在这篇文章中,我们实验证明单光子水平的激光脉冲的带宽在周期性极化的铌酸锂(PPLN)波导芯片中被压缩了58倍。通过和频过程,一个正啁啾单光子激光脉冲和一个负啁啾经典激光脉冲产生一个新频率的窄带单光子脉冲。在我们的实验中,1550nm单光子的频率和带宽同时被转换。我们的结果为实现1550 nm的量子通信与近可见光波段的量子存储的可逆转换的相干光子接口提供了重要依据。



该研究成果发表在Yuanhua Li, Tong Xiang, Yiyou Nie, Minghuang Sang, and Xianfeng Chen, Spectral compression of single-photon-level laser pulse, Scientific Reports, 7, 43494 (2017)