We present an innovative approach for ultra-precise phase manipulation in integrated photonic quantum circuits. To this end, we employ generalized directional couplers that utilize a detuning of the propagation constant in optical waveguides by the overlap of adjacent waveguide modes. We demonstrate our findings in experiments with classical as well as quantum light.

1.
J. L.
O'Brien
,
A.
Furusawa
, and
J.
Vukovic
,
Nat. Photonics
3
,
687
695
(
2009
).
2.
A.
Politi
,
M. J.
Cryan
,
J. G.
Rarity
,
S.
Yu
, and
J. L.
O'Brien
,
Science
320
,
646
649
(
2008
).
3.
A.
Crespi
,
R.
Ramponi
,
R.
Osellame
,
L.
Sansoni
,
I.
Bongioanni
,
F.
Sciarrino
,
G.
Vallone
, and
P.
Mataloni
,
Nat. Commun.
2
,
566
(
2011
).
4.
A.
Politi
,
J. C. F.
Matthews
, and
J. L.
O'Brien
,
Science
325
,
1221
(
2009
).
5.
J. C. F.
Matthews
,
A.
Politi
,
A.
Stefanov
, and
J. L.
O'Brien
,
Nat. Photonics.
3
,
346
350
(
2009
).
6.
J. C. F.
Matthews
,
A.
Politi
,
D.
Bonneau
, and
J. L.
O'Brien
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
163602
(
2011
).
7.
P. J.
Shadbolt
,
M. R.
Verde
,
A.
Peruzzo
,
A.
Politi
,
A.
Laing
,
M.
Lobino
,
J. C. F.
Matthews
,
M. G.
Thompson
, and
J. L.
O'Brien
,
Nat. Photonics
6
,
45
49
(
2012
).
8.
A.
Peruzzo
,
M.
Lobino
,
J. C. F.
Matthews
,
N.
Matsuda
,
A.
Politi
,
K.
Poulios
,
X.-Q.
Zhou
,
Y.
Lahini
,
N.
Ismail
,
K.
Wörhoff
 et al,
Science
329
,
1500
1503
(
2010
).
9.
L.
Sansoni
,
F.
Sciarrino
,
G.
Vallone
,
P.
Mataloni
,
A.
Crespi
,
R.
Ramponi
, and
R.
Osellame
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
010502
(
2012
).
10.
A.
Crespi
,
R.
Osellame
,
R.
Ramponi
,
V.
Giovannetti
,
R.
Fazio
,
L.
Sansoni
,
F. De
Nicola
,
F.
Sciarrino
, and
P.
Mataloni
,
Nat. Photonics
7
,
322
328
(
2013
).
11.
G. Di
Giuseppe
,
L.
Martin
,
A.
Perez-Leija
,
R.
Keil
,
F.
Dreisow
,
S.
Nolte
,
A.
Szameit
,
A. F.
Abouraddy
,
D. N.
Christodoulides
, and
B. E. A.
Saleh
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
150503
(
2013
).
12.
M. A.
Broome
,
A.
Fedrizzi
,
S.
Rahimi-Keshari
,
J.
Dove
,
S.
Aaronson
,
T. C.
Ralph
, and
A. G.
White
,
Science
339
,
794
798
(
2013
).
13.
M.
Tillmann
,
B.
Dakić
,
R.
Heilmann
,
S.
Nolte
,
A.
Szameit
, and
P.
Walther
,
Nat. Photonics
7
,
540
544
(
2013
).
14.
A.
Crespi
,
R.
Osellame
,
R.
Ramponi
,
D. J.
Brod
,
E. F.
Galvão
,
N.
Spagnolo
,
C.
Vitelli
,
E.
Maiorino
,
P.
Mataloni
, and
F.
Sciarrino
,
Nat. Photonics
7
,
545
549
(
2013
).
15.
J. B.
Spring
,
B. J.
Metcalf
,
P. C.
Humphreys
,
W. S.
Kolthammer
,
X.-M.
Jin
,
M.
Barbieri
,
A.
Datta
,
N.
Thomas-Peter
,
N. K.
Langford
,
D.
Kundys
 et al,
Science
339
,
798
801
(
2013
).
16.
B. J.
Smith
,
D.
Kundys
,
N.
Thomas-Peter
,
P. G. R.
Smith
, and
I. A.
Walmsley
,
Opt. Express
17
,
13516
13525
(
2009
).
17.
A.
Szameit
,
F.
Dreisow
,
M.
Heinrich
,
T.
Pertsch
,
S.
Nolte
,
A.
Tünnermann
,
E.
Suran
,
F.
Louradour
,
A.
Barthélémy
, and
S.
Longhi
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
181109
(
2008
).
18.
L. A.
Fernandes
,
J. R.
Grenier
,
P. R.
Herman
,
J. S.
Aitchison
, and
P. V. S.
Marques
,
Opt. Express
19
,
18294
18301
(
2011
).
19.
L. A.
Fernandes
,
J. R.
Grenier
,
P. R.
Herman
,
J. S.
Aitchison
, and
P. V. S.
Marques
,
Opt. Express
20
,
24103
24114
(
2012
).
20.
R.
Heilmann
,
M.
Gräfe
,
S.
Nolte
, and
A.
Szameit
,
Sci. Rep.
4
,
4118
(
2014
).
21.
P. C.
Humphreys
,
B. J.
Metcalf
,
J. B.
Spring
,
M.
Moore
,
P. S.
Salter
,
M. J.
Booth
,
W. S.
Kolthammer
, and
I. A.
Walmsley
, preprint arXiv:1405.2694 (
2014
).
22.
E. M. T.
Jones
and
J. T.
Bolljahn
,
IRE Trans. Microwave Theory Tech.
4
,
75
81
(
1956
).
23.
K.
Itoh
,
W.
Watanabe
,
S.
Nolte
, and
C. B.
Schaffer
,
MRS Bull.
31
,
620
625
(
2006
).
24.
U.
Kuhl
,
S.
Barkhofen
,
T.
Tudorovskiy
,
H.-J.
Stöckmann
,
T.
Hossain
,
L. de Forges de
Parny
, and
F.
Mortessagne
,
Phys. Rev. B
82
,
094308
(
2010
).
25.
M.
Lewenstein
,
A.
Sanpera
,
V.
Ahufinger
,
B.
Damski
,
A.
Sen(De)
, and
U.
Sen
,
Adv. Phys.
56
,
243
379
(
2007
).
26.
Y.
Shin
,
C.
Sanner
,
G.-B.
Jo
,
T. A.
Pasquini
,
M.
Saba
,
W.
Ketterle
,
D. E.
Pritchard
,
M.
Vengalattore
, and
M.
Prentiss
,
Phys. Rev. A
72
,
021604
(
2005
).
27.
A. P.
Itin
,
T.
Morishita
,
M.
Satoh
,
O. I.
Tolstikhin
, and
S.
Watanabe
,
Phys. Rev. A
73
,
063615
(
2006
).
You do not currently have access to this content.