Development of Quantum Nonlinear Optics Using Atoms and Quantum Dots on Optical Nanofibers

利用光学纳米纤维上的原子和量子点开发量子非线性光学

• 批准号: 21340112
• 负责人: HAKUTA Kohzo
• 金额: $ 12.4万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21340112/
• 关键词: ナノ光ファイバー; 量子光学; 自然放出制御; 冷却原子; 量子ドット; 非線形光学

Around an optical nanofiber(ultra-thin optical fiber with sub-micron diameter), mode density of electromagnetic fields is strongly confined to the guided modes of nanofiber. We have experimentally demonstrated that, due to the strong confinement, fluorescence photons from atoms on nanofiber are efficiently channeled into the guided modes with an efficiency higher than 20%. Moreover, we have shown theoretically that this efficiency can be enhanced to 90% or higher by incorporating a cavity structure on nanofiber. Method to fabricate nanofiber cavity has also been developed. The results may open a new route for quantum optics and quantum information technologies.

在光纤（直径为亚微米的超薄光纤）周围，电磁场的模密度被强烈地限制在光纤的导模中。我们已经实验证明，由于强限制，荧光光子从原子上的量子阱有效地引导到导模的效率高于20%。此外，我们已经从理论上表明，这种效率可以提高到90%或更高，通过将腔体结构的晶体管。同时也发展了制作谐振腔的方法。这一结果可能为量子光学和量子信息技术开辟一条新的途径。

项目成果

Deterministic generation of a pair of entangled guided photons from a single atom in a nanofiber cavity

• DOI: 10.1103/physreva.84.053801
• 发表时间: 2011-11
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: F. Kien;K. Hakuta

Cavity formation on an optical nanofiber using focused ion beam milling technique.

• DOI: 10.1364/oe.19.014040
• 发表时间: 2011-07
• 期刊: Optics express
• 影响因子: 3.8
• 作者: K. P. Nayak;F. Kien;Y. Kawai;K. Hakuta;K. Nakajima;Hideki T. Miyazaki;Yoshimasa Sugimoto

Antibunching and bunching of photons in resonance fluorescence from a few atoms into guided modes of an optical nanofiber

• DOI: 10.1103/physreva.79.021801
• 发表时间: 2009-02
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: K. P. Nayak;F. Kien;M. Morinaga;K. Hakuta

ナノ光ファイバー量子フォトニクスの展開

纳米光纤量子光子学的发展

• 发表时间: 2012
• 作者: A.Nagoe;M. Oguni;白田耕藏
• 通讯作者: 白田耕藏

Manipulating slow light propagation using optical nanofibers with low finesse cavity

使用低精细腔体的光学纳米纤维操纵慢速光传播

• 发表时间: 2011
• 作者: 北澤英明;目時直人;寺田典樹;吉川明子;河村幸彦;柳町治;A.Donni;松田雅昌;金子耕士;加倉井和久;阿野元貴;赤津光洋;根本祐一;武田直也;後藤輝孝;Shinnosuke Kawai and Tamiki Komatsuzaki;K.Hakuta
• 通讯作者: K.Hakuta