Fuente de entrelazamiento de polarización de alta pureza espectral basada en guías de ondas PPKTP de elemento dual

Jason Mickel, Josh Aller, Philip Battle, Alex Bierut, Catherine Lee y Tony Roberts

Abstracto

Se espera que las fuentes de entrelazamiento de alta velocidad y alta pureza espectral sean un recurso importante para las redes cuánticas escalables µm . Las guías de onda KTP ofrecen propiedades de dispersión únicas que permiten la producción de fotones SPDC de alta pureza espectral en la banda C de telecomunicaciones. Presentamos una fuente de fotones entrelazados de polarización casi degenerada de alta velocidad, alta fidelidad y alta pureza espectral, producida mediante una guía de onda PPKTP de doble elemento, de un solo paso y totalmente acoplada a fibra. La fuente se caracterizó primero para la generación de entrelazamiento de CW y alcanzó visibilidades de base de polarización HV (horizontal/vertical) y DA (diagonal/antidiagonal) de >95% con una velocidad de par de >5 MHz/mW. Además, la intensidad espectral conjunta de los fotones SPDC generados se caracterizó con una variedad de parámetros p µm pulsados ​​para lograr una pureza espectral de >90%. Cuando p µm se ped a la duración del pulso, correspondiente a la pureza espectral máxima, la fidelidad de entrelazamiento (con respecto al estado Bell objetivo) fue >94 %. La alta fidelidad de entrelazamiento de los fotones SPDC se logra mediante la compensación de fase y tiempo de los fotones SPDC generados a la salida del módulo mediante un compensador Soleil-Babinet y fibra PM1550. Este trabajo ayuda a reducir la complejidad, el tamaño, el peso y la potencia óptica requeridos para las fuentes de fotones entrelazados por polarización, simplificando así su implementación en nodos de red cuántica de µm en campo.