一種新的超寬頻量子糾纏源

中紅外光譜對於識別物理、化學和醫學科學中的分子至關重要。 然而，常規紅外光源、探測器和黑體輻射雜訊等障礙阻礙了紅外光譜儀的小型化和靈敏度。 量子紅外光譜提供了一種很有前途的解決方案。 它利用可見光和紅外範圍內的糾纏光子對，提供了一種新的感測技術，允許使用可見光範圍內的探測器進行紅外光譜分析，克服了以前的侷限性。

然而，傳統量子糾纏光源的頻寬最多只有1 m或更小，這阻礙了寬頻測量，而寬頻測量在光譜應用中至關重要。

由京都大學領導的乙個研究小組通過引入量子光源來應對紅外光譜學的挑戰。 他們突破性的超寬頻量子糾纏源可產生更寬範圍的紅外光子（2 m 至 5 m 波長）。

電子科學與工程系的Shigeru Takeuchi強調，這一成就為顯著減小系統尺寸和提高紅外光譜儀的靈敏度開啟了大門。

研究人員設想，未來，他們的緊湊、高效能、電池供電的掃瞄器將取代笨重且耗電的裝置，促進各個領域的現場材料測試，包括環境監測、醫學和安全。

“我們可以獲得各種目標樣品的光譜，包括硬固體、塑料和有機溶液，”Takeuchi說。 我們在量子光學器件開發方面的合作夥伴 Shimadzu 同意，寬頻測量光譜對於區分各種樣品中的物質非常有說服力。 ”

雖然量子糾纏光並不是乙個新概念，但它在紅外區域的頻寬通常被限制在1公尺或更小的狹窄範圍內。 該技術的創新在於利用量子力學的獨特性質，如疊加和糾纏，克服了傳統方法的侷限性。

研究團隊引進了一種自主研發的啁啾準相位匹配裝置，用於產生量子糾纏光。 該器件利用啁啾效應，即元件偏振反轉週期的逐漸變化，在寬頻帶上產生量子光子對。

目標是提高量子紅外光譜學的靈敏度，並推進紅外區域的量子成像，作為該團隊開發實用量子技術的更廣泛努力的一部分。

量子糾纏源