ダイヤモンド糞子と通信帯光子をつなぐ 周波数安定化レ離ザーによる賞

2015年 9月 17日
日本物理学会
(関 西大学)
ダイ ヤ モ ン ド量 子 と通 信 帯光 子 を つ な ぐ
周波数安定化 レーザー による量子波長変換
横国大
池 田幸平,久 井裕介〕堀切智之,洪 鋒雷,小 坂英男
Quantum wavelength conversion by a frequency stabilized iaser
for connecting a quantum in diamond and a telecorm photon
Yokchama National University
Koheilkeda, Yusuke Hisai, Tomoyuki Horikiri, Feng‐ Lei Hong, Hideo Kosaka
ダイヤ モ ン ド窒素 口
空孔 (NV)中 心 の吸収発 光波長 (∼ 637nm)と 通信波長 帯 (∼ 1.5μ m)間 の変換 に よる
川、NVを 量子 メモ リー に用 い る長距離量子通信 を 目標 として、我 々 は和周波発 生過 程 に よる波長変換 を
行 ってい る。変換 され た
637nm光 を NVに 吸収 させ るには線 幅及 び周波数
ドソフ トを
NVの 吸収線 幅
30MHz程 度 よ り十分小 さく抑 える必 要 が ある。
通信波長 帯 レー ザ ー を波 長 1064nm励 起 レー ザ ー と共 に PPLN結 晶 に集 光す ることで 、和周波発 生過
程 に よ り 637nm光 を発生 させ た。シ ョー トパ スフ ィル タ とダイ ク ロイ ック ミラー で透過 光 (主 に 637nm
信 号光、通信波長 レー ザー 、励起 レー ザ ー 及び励起 レー ザ ー SHGか らな る)か ら 637nm光 を取 り出 し、
八 出光子 のエ ネ ル ギー 差 を考慮 した量 子変換効率 を計算 す る と現在 の ところ 30%程 度 で ある。 しか し、
実際 の応用 では さらに高 い量子変換効率 が 要求 され る。Fig口 1は 励起 レー ザ ー の入力強度 と量子変 換効率
の 関係 を表 す実験結果 である。
さらに、 2次 高調波発 生 に よ り 1064nm光 か ら 532nm光 を発 生 させ 、そ の周波数 を ヨ ウ素 の吸収線 に
ロ ック させ るこ とで 、励起 レー ザ ー の周波数 を安定化 し、周波数 ドリフ トが少 な い 637nm光 を発 生 させ
よ うと実験 を進 めてい る。発表 では波長変換実験 の詳細 と励起 レー ザ ー の周波数安定化 の進捗 につ いて
報告す る。
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106411mレ ーザー強度[mw]
Fig口
1 1064nmレ ー ザー 強度 と量子変換 効率 の関係
[1]Rikizo lkuta,Opt.Express 22,11205(2014)