넓은 파장 조정이 가능한 리튬니오베이트 광자쌍 생성 및 스펙트럼 측정

초록

비임계 위상 매칭(LN) 결정을 이용해 800 nm‑1600 nm 범위의 근적외선 광자쌍을 연속 온도 조절로 튜닝하고, CAR > 20 dB의 높은 품질을 유지한다. 생성된 광자쌍을 이용해 CO 가스 흡수를 측정함으로써 광자쌍 기반 분광·센싱의 실용성을 입증한다.

상세 분석

본 논문은 x‑cut 리튬니오베이트(LN) 결정의 비임계 위상 매칭(NCPM) 조건을 활용한 Type‑I SPDC 설계에 초점을 맞춘다. 532 nm 연속파(CW) 펌프를 사용하고, 결정 온도를 170 °C ~ 230 °C 사이에서 0.01 K 이하의 정밀 제어를 함으로써 Δk(T) ≈ 0인 조건을 연속적으로 달성한다. 온도에 따른 위상 매칭 곡선은 Δk = 2π