Study on precision measurement of angular momentum entangled photon states

角动量纠缠光子态精密测量研究

基本信息

  • 批准号:
    18560032
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2006 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We proposed a new measurement system for photons entangled in orbital angular momentum (OAM), with the aim to carry out precision measurement of angular momentum entangled photon states. The system combines an OAM detection/transformation system using hologram, a superposition state detection system using interferometer, and quantum correlation detection by coincidence photon counting. The measurement targets were parametric fluorescence photon pairs, and we focused on a subspace comprising two OAM states each for the signal and idler photons. The following results were obtained.1. A quantum correlation detection experiment using our interferometric system for the idler photon and the conventional hologram shifting method for the signal photon successfully showed OAM entanglement. Correspondence between the measurement basis chosen by our interferometric system and that chosen by the conventional method was confrmed.2. We showed that with our proposed interferometric system, misdetection of untargeted OAM components can be reduced to below 0.4% in terms of relative detection efficiency. This is a clear improvement over the conventional method.3. We refined our system by improving the holograms and optical axis alignment. A new quantitative measure of hologram distortion was defined and used as a feedback to the hologram design.4. We clarified the effect of Gouy phase in detection of OAM entangled photon pairs, and proposed a new method to manipulate OAM superposition photon states.5. We examined theoretically the generation and detection of higher dimensional entanglement involving 3 or more OAM states for both the signal and idler photons, taking into consideration effect of finite crystal length. We clarified the effect of higher dimensional entanglement on coincidence count rate distribution obtained by the hologram shifting method. We also found that the position of maximum coincidence shifts with the increase of crystal length.
我们提出了一个新的测量系统,用于纠缠轨道角动量(OAM)的光子,目的是对角动量纠缠的光子状态进行精确测量。该系统使用全息图,使用干涉仪的叠加状态检测系统以及通过重合光子计数的量子相关检测结合了OAM检测/转化系统。测量目标是参数荧光光子对,我们专注于一个包含两个OAM状态的子空间,每个OAM态用于信号和惰轮光子。获得以下结果1。使用我们的干扰素系统用于惰轮光子的量子相关检测实验,并成功地显示出信号光子的常规全息图移位方法,成功地显示了OAM纠缠。我们的干涉系统选择的测量基准与常规方法选择的测量基础之间的对应关系。2。我们表明,借助我们提出的干涉系统,就相对检测效率而言,对未靶向的OAM成分的误导可以降低到低于0.4%。这是对常规方法的明显改进。3。我们通过改善全息图和光轴比对来完善系统。定义了全息图失真的新定量度量,并用作全息图设计的反馈。4。我们阐明了花序相对检测OAM纠缠光子对的影响,并提出了一种操纵OAM叠加光子状态的新方法5。从理论上讲,通过考虑有限的晶体长度,我们从理论上检查了涉及信号和惰轮光子的3个或更多OAM状态的较高尺寸纠缠的产生和检测。我们阐明了较高维度纠缠对全息图转移方法获得的巧合计数率分布的影响。我们还发现,最大巧合的位置随晶体长度的增加而移动。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
経路干渉計を用いたLGモード量子もつれ合いの検証実験
利用路径干涉仪验证LG模式量子纠缠实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kazuhiro Minami;Masayuki Inoue;Daisuke Miyazaki;Takaaki Mukai;Masaki Asobe;Hidehiko Kamada;H.Gotoh;木村 忠正;Daisuke Kawase;Daisuke Kawase;宮本洋子;Yoko Miyamoto;川瀬 大輔;川瀬 大輔
  • 通讯作者:
    川瀬 大輔
Phase control of measurement basis using Gouy phase for detection of orbital angular momentum entanglement
使用古伊相位检测轨道角动量纠缠的测量基础的相位控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S.;Okamura;川瀬大輔;Daisuke Kawase
  • 通讯作者:
    Daisuke Kawase
ホログラムで発生させたドーナツビームの異方性の定量評価
全息图产生的环形光束各向异性的定量评估
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S.;Koshika;Daisuke Kawase;岡村 総一郎;尾崎雄亮
  • 通讯作者:
    尾崎雄亮
Influence of unneeded azimuthal modes in detection of superposition photon state of orbital angular momentum
不需要的方位模式对轨道角动量叠加光子态探测的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S.;Okamura;Shunsuke Aoki
  • 通讯作者:
    Shunsuke Aoki
オプティカルボアテツクスの古典と量子
经典光轴和量子光轴
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S.;Okamura;Shunsuke Aoki;宮本洋子
  • 通讯作者:
    宮本洋子
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