Jeffrey D. Wilson, Dalton W. Chaffee, Nathaniel C. Wilson, John D. Lekki, Roger P. Tokars Jr., John J. Pouch, Tony D. Roberts, Philip R. Battle, Bertram Floyd, Alexander J. Lind, John D. Cavin, Spencer R. Helmick
Abstrakt
Es wird eine Photonenpaarquelle mit hoher Erzeugungsrate beschrieben, die einen periodisch gepolten µm -Wellenleiter (PP-KTP) mit zwei Elementen nutzt. Die vollständig integrierte Photonenpaarquelle besteht aus einem 1064-nm- µm p²-Diodenlaser, der über eine Faser an einen Wellenleiter mit zwei Elementen gekoppelt ist. In diesem Wellenleiter wird in der ersten Stufe ein Paar von 1064-nm-Photonen zu einem einzelnen 532-nm-Photon umgewandelt. In der zweiten Stufe wird das 532-nm-Photon zu einem verschränkten Photonenpaar bei 800 nm und 1600 nm abwärtskonvertiert, das am Wellenleiterausgang über eine Faser eingekoppelt wird. Die Photonenpaarquelle zeichnet sich durch eine hohe Erzeugungsrate, ein kompaktes und energieeffizientes Gehäuse sowie den Betrieb im Dauerstrich- (CW) oder Pulsbetrieb aus. Dies ist ein wichtiger Schritt hin zum langfristigen Ziel der Entwicklung von Quellen für die µm (QKD) mit hoher Datenrate, um sichere Kommunikation zwischen Erde und Weltraum zu ermöglichen. Charakterisierung und Testergebnisse werden vorgestellt. Details und vorläufige Ergebnisse eines im Labor durchgeführten QKD-Experiments im Freiraum mit dem B92-Protokoll werden ebenfalls präsentiert.
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