Using tapered fibers of As2Se3 chalcogenide glass, we produce photon pairs at telecommunication wavelengths with low pump powers. We found maximum coincidences-to-accidentals ratios of 2.13 ± 0.07 for degenerate pumping with 3.2 μW average power, and 1.33 ± 0.03 for non-degenerate pumping with 1.0 μW and 1.5 μW average power of the two pumps. Our results show that the ultrahigh nonlinearity in these microwires could allow single-photon pumping to produce photon pairs, enabling the production of large entangled states, heralding of single photons after lossy transmission, and photonic quantum information processing with nonlinear optics.
References
1.
R.
Horodecki
, P.
Horodecki
, M.
Horodecki
, and K.
Horodecki
, Rev. Mod. Phys.
81
, 865
(2009
).2.
T.
Guerreiro
, A.
Martin
, B.
Sanguinetti
, J. S.
Pelc
, C.
Langrock
, M. M.
Fejer
, N.
Gisin
, H.
Zbinden
, N.
Sangouard
, and R. T.
Thew
, Phys. Rev. Lett.
113
, 173601
(2014
).3.
D. R.
Hamel
, L. K.
Shalm
, H.
Hübel
, A. J.
Miller
, F.
Marsili
, V. B.
Verma
, R. P.
Mirin
, S. W.
Nam
, K. J.
Resch
, and T.
Jennewein
, Nat. Photonics
8
, 801
(2014
).4.
A.
Cabello
and F.
Sciarrino
, Phys. Rev. X
2
, 021010
(2012
).5.
N. K.
Langford
, S.
Ramelow
, R.
Prevedel
, W. J.
Munro
, G. J.
Milburn
, and A.
Zeilinger
, Nature
478
, 360
(2011
).6.
S.
Tanzilli
, H.
de Riedmatten
, H.
Tittel
, H.
Zbinden
, P.
Baldi
, M.
De Micheli
, D. B.
Ostrowsky
, and N.
Gisin
, Electron. Lett.
37
, 26
(2001
).7.
Q.
Zhang
, X.
Xie
, H.
Takesue
, S. W.
Nam
, C.
Langrock
, M. M.
Fejer
, and Y.
Yamamoto
, Opt. Express
15
, 10288
(2007
).8.
H.
Takesue
, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
18
, 1722
(2012
).9.
C.
Xiong
, L. G.
Helt
, A. C.
Judge
, G. D.
Marshall
, M. J.
Steel
, J. E.
Sipe
, and B. J.
Eggleton
, Opt. Express
18
, 16206
(2010
).10.
C.
Xiong
, G. D.
Marshall
, A.
Peruzzo
, M.
Lobino
, A. S.
Clark
, D.-Y.
Choi
, S. J.
Madden
, C. M.
Natarajan
, M. G.
Tanner
, R. H.
Hadfield
, S. N.
Dorenbos
, T.
Zijlstra
, V.
Zwiller
, M. G.
Thompson
, J. G.
Rarity
, M. J.
Steel
, B.
Luther-Davies
, B. J.
Eggleton
, and J. L.
O'Brien
, Appl. Phys. Lett.
98
, 051101
(2011
).11.
J.
Chen
, Z. H.
Levine
, J.
Fan
, and A. L.
Migdall
, Opt. Express
19
, 1470
(2011
).12.
C.
Reimer
, L.
Caspani
, M.
Clerici
, M.
Ferrera
, M.
Kues
, M.
Peccianti
, A.
Pasquazi
, L.
Razzari
, B. E.
Little
, S. T.
Chu
, D. J.
Moss
, and R.
Morandotti
, Opt. Express
22
, 6535
(2014
).13.
C.-K.
Chiu
, Y.-H.
Chen
, Y.-C.
Chen
, I. A.
Yu
, Y.-C.
Chen
, and Y.-F.
Chen
, Phys. Rev. A
89
, 023839
(2014
).14.
M. A.
Foster
, A. C.
Turner
, M.
Lipson
, and A. L.
Gaeta
, Opt. Express
16
, 1300
(2008
).15.
K.
Harada
, H.
Takesue
, H.
Fukuda
, T.
Tsuchizawa
, T.
Watanabe
, K.
Yamada
, Y.
Tokura
, and S.
Itabashi
, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
16
, 325
(2010
).16.
B. J.
Eggleton
, B.
Luther-Davies
, and K.
Richardson
, Nat. Photonics
5
, 141
(2011
), available at http://www.nature.com/nphoton/journal/v5/n3/full/nphoton.2011.309.html.17.
A.
Dot
, E.
Meyer-Scott
, R.
Ahmad
, M.
Rochette
, and T.
Jennewein
, Phys. Rev. A
90
, 043808
(2014
).18.
R. E.
Slusher
, G.
Lenz
, J.
Hodelin
, J.
Sanghera
, L. B.
Shaw
, and I. D.
Aggarwal
, J. Opt. Soc. Am. B
21
, 1146
(2004
).19.
R.
Ahmad
and M.
Rochette
, Opt. Express
20
, 9572
(2012
).20.
C.
Baker
and M.
Rochette
, IEEE Photonics J.
4
, 960
(2012
).21.
22.
C.
Baker
and M.
Rochette
, Opt. Express
18
, 12391
(2010
).23.
S. N.
Kasarova
, N. G.
Sultanova
, C. D.
Ivanov
, and I. D.
Nikolov
, Opt. Mater.
29
, 1481
(2007
).24.
Z.
Yan
, D. R.
Hamel
, A. K.
Heinrichs
, X.
Jiang
, M. A.
Itzler
, and T.
Jennewein
, Rev. Sci. Instrum.
83
, 073105
(2012
).25.
F.
Steinlechner
, S.
Ramelow
, M.
Jofre
, M.
Gilaberte
, T.
Jennewein
, J. P.
Torres
, M. W.
Mitchell
, and V.
Pruneri
, Opt. Express
21
, 11943
(2013
).26.
E.
Engin
, D.
Bonneau
, C. M.
Natarajan
, A. S.
Clark
, M. G.
Tanner
, R. H.
Hadfield
, S. N.
Dorenbos
, V.
Zwiller
, K.
Ohira
, N.
Suzuki
, H.
Yoshida
, N.
Iizuka
, M.
Ezaki
, J. L.
O'Brien
, and M. G.
Thompson
, Opt. Express
21
, 27826
(2013
).27.
J.
He
, C.
Xiong
, A. S.
Clark
, M. J.
Collins
, X.
Gai
, D.-Y.
Choi
, S. J.
Madden
, B.
Luther-Davies
, and B. J.
Eggleton
, J. Appl. Phys.
112
, 123101
(2012
).28.
M. J.
Collins
, A. S.
Clark
, J.
He
, D.-Y.
Choi
, R. J.
Williams
, A. C.
Judge
, S. J.
Madden
, M. J.
Withford
, M. J.
Steel
, B.
Luther-Davies
, C.
Xiong
, and B. J.
Eggleton
, Opt. Lett.
37
, 3393
(2012
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
