2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high-brightness and high-fidelity photon pair light source by compound optical resonator
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17K05071
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
渡邊 昌良 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (00175697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
兵頭 政春 金沢大学, 機械工学系, 教授 (30359088)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 量子エレクトロニクス / 量子光学 / レーザー工学 / レーザー制御 / 応用光学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高繰返し光パルス型光源の光子発生制御において光共振器を適用する方法にて、発生過程の効率を高めるための光源技術を開発し、目的に応じ必要な光子対を集中的に高効率発生できる高フィデリティに寄与する量子光源の開発を目的として研究を実施した。量子光検出・処理系として開発した低雑音で微弱光検出計測にて光子干渉の手法により発生効率とフィデリティ相互の基礎特性に関する計測を行った。新たな波動関数の測定方法により量子状態の重ね合わせ原理を利用した特有の量子状態の波動関数の測定可能となった。ホモダイ検出器を用いて二光子干渉の測定の方法を開発し、今年度は補助状態の位相と振幅を連続変換させる最尤推定および最小二乗法などの方法で新たな波動関数の測定方法を達成した。2光子とコヒーレント状態の干渉より世界で初めて３光子のド・ブロイ波を測定した。従来、ド・ブロイ波の測定には主に量子状態と量子状態の干渉により観測されていたが量子状態と古典状態の干渉による方法で3光子のド・ブロイ波長の測定実験を行った。さらに、タイプIIにより単一光子とコヒーレント状態の干渉において、これまで、2光子とコヒーレント状態の干渉の実験行ってきたが、ビジビリティが低いので課題になっていた。理由として生成された2光子の純度が低いためと考えられていた。そこで、タイプIIの結晶を用いたヘラルドの方法により純度が高い単一光子を生成してビジビリティが85％以上の量子状態とコヒーレント状態の干渉実験をめざし、タイプIIのSPDC（自然パラメトリック下方変換）実験システムを構築し、ヘラルドの単一光子を生成することができた。
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