Polarization Entanglement from Parametric Down-Conversion with a LED Pump

Auteurs : Wuhong Zhang, Diefei Xu, Lixiang Chen

arXiv: 2211.00841v1 - DOI (quant-ph)
Licence : CC BY 4.0

Résumé : Spontaneous parametric down-conversion (SPDC) is a reliable platform for entanglement generation. Routinely, a coherent laser beam is an essential prerequisite for pumping the nonlinear crystal. Here we break this barrier to generate polarization entangled photon pairs by using a commercial light-emitting diode (LED) source to serve as the pump beam. This effect is counterintuitive, as the LED source is of extremely low spatial coherence, which is transferred during the down-conversion process to the biphoton wavefunction. However, the type-II phase-matching condition naturally filters the specific frequency and wavelength of LED light exclusively to participate in SPDC such that localized polarization Bell states can be generated, regardless of the global incoherence over the full transverse plane. In our experiment, we characterize the degree of LED light-induced polarization entanglement in the standard framework of the violation of Bell inequality. We have achieved the Bell value $S=2.33\pm 0.097$, obviously surpassing the classical bound $S=2$ and thus witnessing the quantum entanglement. Our work can be extended to prepare polarization entanglement by using other natural light sources, such as sunlight and bio-light, which holds promise for electricity-free quantum communications in outer space.

Soumis à arXiv le 02 Nov. 2022

Explorez l'arbre d'article

Cliquez sur les nœuds de l'arborescence pour être redirigé vers un article donné et accéder à leurs résumés et assistant virtuel

Accédez également à nos Résumés, ou posez des questions sur cet article à notre Assistant IA.

Recherchez des articles similaires (en version bêta)

En cliquant sur le bouton ci-dessus, notre algorithme analysera tous les articles de notre base de données pour trouver le plus proche en fonction du contenu des articles complets et pas seulement des métadonnées. Veuillez noter que cela ne fonctionne que pour les articles pour lesquels nous avons généré des résumés et que vous pouvez le réexécuter de temps en temps pour obtenir un résultat plus précis pendant que notre base de données s'agrandit.