在冷原子系综中基态退相干和相位失配下的非对称双光子生成

该研究团队在冷原子系综中,通过双Λ自发四波混频(SFWM)实验研究了基态退相干和相位失配对双光子生成的影响。研究结果表明,由于相位失配和基态退相干的不同效应,斯托克斯和反斯托克斯光子的生成速率呈现出显著的非对称性。在退相干最小的情况下,相位失配是导致这种非对称性的主要因素,而较大的退相干则进一步放大了这种非对称性,揭示了这些因素之间复杂的相互作用。通过使用符合计数率表示,该工作深入探讨了配对比例,并证明了SFWM中固有的受激四波混频过程可以解释所观察到的现象。有趣的是,尽管基态退相干减少了时间相关光子的生成,但它却反常地提高了双光子的纯度,这一点通过条件自相关测量得到了证实。这一反直觉现象在此首次被报道。此外,无条件自相关测量显示,生成的光子遵循热态分布,与理论预测一致。该研究深化了对SFWM中双光子生成动力学和时间光子关联的理解,为优化基于SFWM的双光子源及其在量子技术中的应用提供了宝贵的见解。

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