• 제목/요약/키워드: parametric down-conversion

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Sagnac 형태로 변형된 Mach-Zehnder 간섭계를 이용한 단일광자 간섭실험 (Single Photon Interference Experiments in a Sagnac-type Mach-Zehnder Interferometer)

  • 엄자윤;김용수;김헌오
    • 한국광학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.71-76
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    • 2012
  • Sagnac 형태로 변형된 Mach-Zehnder 간섭계(SMZI)는 모든 광경로가 동일한 광부품을 서로 공유하기 때문에 위상 흔들림을 최소화할 수 있는 안정된 간섭계이다. 본 연구에서는 단일광자 수준까지 감쇄시킨 레이저 광과 제 2형의 매개하향변환에서 발생한 편광 상관관계가 있는 광자로부터 준비된 단일광자를 이용한 간섭실험에서 매우 안정된 간섭무늬를 관측하였다. SMZI의 위상은 약 ${\pm}0.18$ rad으로 안정적인 반면에 보통의 MZI는 ${\pm}1.02$ rad의 위상 요동을 나타내었다.

파장 640 nm와 660 nm 광자쌍의 간섭 (Interference experiment using entangled photons with wavelengths of 640 nm and 660 nm)

  • 김헌오;신하림;김원식;권오성;김태수
    • 한국광학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.399-404
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    • 2004
  • 매개하향변환과정에서 발생한 640 nm와 660 nm 파장을 갖는 광자쌍의 진동수 얽힘상태를 이용하여 양자간섭실험을 수행하였다. 두 광자의 파장에 대응하는 각진동수가 각각 $\omega$$_1$$\omega$$_2$인 광자쌍을 간섭계의 출구에 놓인 두 검출기로 서로 다른 진동수의 광자들을 동시계수할 때, 광의 결맞음 시간이내에서 두 광자가 빔분할기에 도달하는 시간 간격의 변화 $\delta$$\tau$에 따라 동시계수가 변하는 간섭무늬를 관측하였다.

광자쌍을 이용한 Hanbury Brown-Twiss 실험 (Hanbury brown-Twiss effect in a two-photon interference experiment)

  • 김헌오;고정훈;박구동;김태수
    • 한국광학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.130-134
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    • 2003
  • 매개하향변환과정에서 발생한 광자쌍과 Hong-Ou-Handel 간섭계를 이용한 4차 간섭실험에서 두 광자가 빔분할기에 동시에 입사할 때 빔분할기의 한 쪽 출구로만 두 광자가 쌍을 이루어 빠져나가는 두-광자의 공간적인 뭉침 효과를 관측하였다. 또한 검출기의 단일광자 시간 분해능보다 짧은 시간에 두 광자가 쌍으로 입사할 때 하나의 검출기에 의한 단일계수와 비교하였다.

HOM 간섭계에서 세기가 다른 수직편광된 빔사이의 4차 간섭 (Fourth-order interference between perpendicularly polarized beams with different intensities in a HOM interferometer)

  • 김헌오;김태수;고정훈
    • 한국광학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.116-121
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    • 2003
  • 매개하향변환과정에서 발생한 광자쌍과 Hong-Ou-Mandel 간섭계를 이용한 4차 간섭실험에서 비고전적인 간섭효과를 관측하였다. 편광방향이 서로 수직인 두 광의 4차 간섭에서 간섭무늬의 선명도가 고전적인 한계인 50%를 넘는 최대 85%의 간섭무늬를 관측하였다. 또한 두 빔의 세기 비율이 증가할수록 간섭무늬의 선명도가 감소하는 고전적인 간섭현상과 달리 두 광의 세기 비율이 1:10인 경우에도 83%의 선명도를 갖는 간섭효과를 측정하였다.

진동수가 서로 다른 얽힘상태 광자쌍의 4차 간섭 (The fourth-order interference between entangled state photon pairs with different frequencies)

  • 김헌오;고정훈;김태수
    • 한국광학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.308-313
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    • 2002
  • 매개하향변환과정에서 동시에 발생한 서로 다른 진동수의 광자쌍을 이용한 4차 간섭실험에서 비고전적인 맥놀이 효과를 측정하였다. 각진동수가 각각 $\omega1$$\omega2$인 광자쌍을 빔분할기에서 중첩시키고, 빔분할기의 두 출구에 놓인 두 검출기로 동시계수 할 때, 두 광자가 빔분할기에 도달하는 시간 간격에 따라 cos($\omega1$-$\omega2$)의 함수로 동시계수의 변화를 나타내었다. 두 광자의 파장 차이가 41㎚일 때 측정된 맥놀이 진동수 ($\omega1$-$\omega2$)/2$\pi$는 0.29${\times}10^{14}$㎐이었고, 진동수 차이에 해당하는 두 광자의 시간간격은 34.82fs로 측정되었다.

1.5 ㎛ 통신파장대역 진동수 얽힘 광자쌍의 양자간섭 (Quantum Interference Experiments with Frequency Entangled Photon Pairs at 1.5 ㎛ Telecommunication Band)

  • 김헌오;김용수;윤천주;조석범
    • 한국광학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.276-282
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    • 2011
  • 펨토초 펄스형 자발적 매개하향변환에서 생성된 1.5 ${\mu}m$ 통신파장대역 광자쌍의 진동수 얽힘상태를 구현하고, 광섬유 기반 Hong-Ou-Mandel 간섭계를 이용하여 양자간섭 실험을 수행하였다. 각진동수 ${\omega}_1$${\omega}_2$에 대응하는 두 광자의 파장은 저밀도 파장분할다중화(coarse wavelength division multiplexing, CWDM) 필터를 이용하여 선택하였고, 간섭계에서 경로차에 따른 두 검출기의 동시계수 측정에서 높은 선명도를 갖는 공간적인 맥놀이 형태의 간섭무늬를 관측하였다.

얽힘상태 광을 이용한 광학계에서 잡광이 동시계수에 미치는 영향 (Effects of noise on coincidence detection in an optical system with entangled state photons)

  • 김헌오;고정훈;박구동;엄영호;김태수
    • 한국광학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.263-269
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    • 2001
  • 두 검출기를 이용하여 매개하향변환과정에서 발생하는 광자쌍을 동시계수할 때 배경 및 잡광이 동시계수에 미치는 영향을 조사하였다. 열광원에서 나온 광자들이 광자쌍과 함께 입사할 때 측정장치 내에서 분해시간에 의해 이러한 잡광을 효과적으로 제거하기 때문에 광자쌍의 동시계수에는 전형 영향을 미치지 않았다. 이러한 얽힘 상태의 광원의 동시계수 측정방법은 신호광의 손실이나 잡광의 영향을 최소화하는 정보처리와 전송 및 통신체계에 효과적으로 이용될 수 있다.

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매개하향변환 과정에서 발생하는 두광자의 상관관계가 Mach-Zehnder 간섭계의 분해능에 미치는 영향 (Influence of decorrelation on phase sensitivity in a Mach-Zehnder interferometer)

  • 김헌오;고정훈;박구동;김태수
    • 한국광학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.251-256
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    • 2001
  • Mach-Zehnder 간섭계에 매개하향변환과정에서 발생한 광자쌍을 입사시켰을 때 두광자의 상관관계가 간섭계의 분해능에 미치는 영향을 Bayes 정리에 근거한 전산 시늉으로 분석하였다. 발생과정에서 두광자는 100%의 상관관계를 가지지만 진행중에 반사, 흡수, 산란 등에 의해 소멸되므로 상관관계가 감소하고, 이러한 상관관계의 감소는 간섭계의 위상분해에 있어서 저하를 가져오는 주요 요인이되며, 또한 간섭계의 분해능은 검출기의 양자효율에 관련됨을 확인하였다. 전산시늉으로 얻은결과, 간섭계의 위상치가 적을수록 위상정밀도는 좋아지고 위상차가 증가할수록 위상의 불확정도는 점점 증가하는 경향을 나타내었다.

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