Abstract

We examine the photon statistics of photon-subtracted thermal light using photon-number-resolved detection. We demonstrate experimentally that the photon number distribution transforms from a Bose–Einstein distribution to a Poisson distribution as the number of subtracted photons increases. We also show that second- and higher-order photon correlation functions can be directly determined from the photon-number-resolved detection measurements of a single optical beam.

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics (Cambridge University, 1995).
  2. K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
    [CrossRef]
  3. S. M. Barnett and P. M. Randmore, Methods in Theoretical Quantum Optics (Oxford University, 1997).
  4. R. Hanbury Brown and R. Q. Twiss, Nature 178, 4541 (1956).
  5. M. Avenhaus, K. Laiho, M. V. Chekhova, and C. Silberhorn, Phys. Rev. Lett. 104, 063602 (2010).
    [CrossRef]
  6. M. J. Stevens, B. Baek, E. A. Dauler, A. J. Kerman, R. J. Molnar, S. A. Hamilton, K. K. Berggren, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Opt. Express 18, 1430 (2010).
    [CrossRef]
  7. A. E. Lita, A. J. Miller, and S. W. Nam, Opt. Express 16, 3032 (2008).
    [CrossRef]
  8. A. J. Miller, A. E. Lita, B. Calkins, I. Vayshenker, S. M. Gruber, and S. W. Nam, Opt. Express 19, 9102 (2011).
    [CrossRef]
  9. D. Fukuda, G. Fujii, T. Numata, K. Amemiya, A. Yoshizawa, H. Tsuchida, H. Fujino, H. Ishii, T. Itatani, S. Inoue, and T. Zama, Opt. Express 19, 870 (2011).
    [CrossRef]
  10. P. Marek and R. Filip, Phys. Rev. A 81, 022302 (2010).
    [CrossRef]
  11. M. Usuga, C. Müller, C. Wittmann, P. Marek, R. Filip, C. Marquardt, G. Leuchs, and U. Andersen, Nat. Phys. 6, 767 (2010).
    [CrossRef]
  12. V. Parigi, A. Zavatta, M. S. Kim, and M. Bellini, Science 317, 1890 (2007).
    [CrossRef]
  13. Z. H. Levine, T. Gerritis, A. Migdall, D. V. Samarov, B. Calkins, A. E. Lita, and S. W. Nam, J. Opt. Soc. Am. B 29, 2066 (2012).
    [CrossRef]

2012 (1)

2011 (2)

2010 (4)

P. Marek and R. Filip, Phys. Rev. A 81, 022302 (2010).
[CrossRef]

M. Usuga, C. Müller, C. Wittmann, P. Marek, R. Filip, C. Marquardt, G. Leuchs, and U. Andersen, Nat. Phys. 6, 767 (2010).
[CrossRef]

M. Avenhaus, K. Laiho, M. V. Chekhova, and C. Silberhorn, Phys. Rev. Lett. 104, 063602 (2010).
[CrossRef]

M. J. Stevens, B. Baek, E. A. Dauler, A. J. Kerman, R. J. Molnar, S. A. Hamilton, K. K. Berggren, R. P. Mirin, and S. W. Nam, Opt. Express 18, 1430 (2010).
[CrossRef]

2008 (2)

A. E. Lita, A. J. Miller, and S. W. Nam, Opt. Express 16, 3032 (2008).
[CrossRef]

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

V. Parigi, A. Zavatta, M. S. Kim, and M. Bellini, Science 317, 1890 (2007).
[CrossRef]

1956 (1)

R. Hanbury Brown and R. Q. Twiss, Nature 178, 4541 (1956).

Adhikari, R.

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

Amemiya, K.

Andersen, U.

M. Usuga, C. Müller, C. Wittmann, P. Marek, R. Filip, C. Marquardt, G. Leuchs, and U. Andersen, Nat. Phys. 6, 767 (2010).
[CrossRef]

Avenhaus, M.

M. Avenhaus, K. Laiho, M. V. Chekhova, and C. Silberhorn, Phys. Rev. Lett. 104, 063602 (2010).
[CrossRef]

Baek, B.

Barnett, S. M.

S. M. Barnett and P. M. Randmore, Methods in Theoretical Quantum Optics (Oxford University, 1997).

Bellini, M.

V. Parigi, A. Zavatta, M. S. Kim, and M. Bellini, Science 317, 1890 (2007).
[CrossRef]

Berggren, K. K.

Calkins, B.

Chekhova, M. V.

M. Avenhaus, K. Laiho, M. V. Chekhova, and C. Silberhorn, Phys. Rev. Lett. 104, 063602 (2010).
[CrossRef]

Dauler, E. A.

Filip, R.

P. Marek and R. Filip, Phys. Rev. A 81, 022302 (2010).
[CrossRef]

M. Usuga, C. Müller, C. Wittmann, P. Marek, R. Filip, C. Marquardt, G. Leuchs, and U. Andersen, Nat. Phys. 6, 767 (2010).
[CrossRef]

Fujii, G.

Fujino, H.

Fukuda, D.

Gerritis, T.

Goda, K.

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

Gruber, S. M.

Hamilton, S. A.

Hanbury Brown, R.

R. Hanbury Brown and R. Q. Twiss, Nature 178, 4541 (1956).

Inoue, S.

Ishii, H.

Itatani, T.

Kerman, A. J.

Kim, M. S.

V. Parigi, A. Zavatta, M. S. Kim, and M. Bellini, Science 317, 1890 (2007).
[CrossRef]

Laiho, K.

M. Avenhaus, K. Laiho, M. V. Chekhova, and C. Silberhorn, Phys. Rev. Lett. 104, 063602 (2010).
[CrossRef]

Leuchs, G.

M. Usuga, C. Müller, C. Wittmann, P. Marek, R. Filip, C. Marquardt, G. Leuchs, and U. Andersen, Nat. Phys. 6, 767 (2010).
[CrossRef]

Levine, Z. H.

Lita, A. E.

Mandel, L.

L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics (Cambridge University, 1995).

Marek, P.

M. Usuga, C. Müller, C. Wittmann, P. Marek, R. Filip, C. Marquardt, G. Leuchs, and U. Andersen, Nat. Phys. 6, 767 (2010).
[CrossRef]

P. Marek and R. Filip, Phys. Rev. A 81, 022302 (2010).
[CrossRef]

Marquardt, C.

M. Usuga, C. Müller, C. Wittmann, P. Marek, R. Filip, C. Marquardt, G. Leuchs, and U. Andersen, Nat. Phys. 6, 767 (2010).
[CrossRef]

Mavalvala, N.

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

McKenzie, K.

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

Migdall, A.

Mikhailov, E. E.

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

Miller, A. J.

Mirin, R. P.

Miyakawa, O.

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

Molnar, R. J.

Müller, C.

M. Usuga, C. Müller, C. Wittmann, P. Marek, R. Filip, C. Marquardt, G. Leuchs, and U. Andersen, Nat. Phys. 6, 767 (2010).
[CrossRef]

Nam, S. W.

Numata, T.

Parigi, V.

V. Parigi, A. Zavatta, M. S. Kim, and M. Bellini, Science 317, 1890 (2007).
[CrossRef]

Randmore, P. M.

S. M. Barnett and P. M. Randmore, Methods in Theoretical Quantum Optics (Oxford University, 1997).

Samarov, D. V.

Saraf, S.

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

Silberhorn, C.

M. Avenhaus, K. Laiho, M. V. Chekhova, and C. Silberhorn, Phys. Rev. Lett. 104, 063602 (2010).
[CrossRef]

Stevens, M. J.

Tsuchida, H.

Twiss, R. Q.

R. Hanbury Brown and R. Q. Twiss, Nature 178, 4541 (1956).

Usuga, M.

M. Usuga, C. Müller, C. Wittmann, P. Marek, R. Filip, C. Marquardt, G. Leuchs, and U. Andersen, Nat. Phys. 6, 767 (2010).
[CrossRef]

Vass, S.

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

Vayshenker, I.

Ward, R.

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

Weinstein, A. J.

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

Wittmann, C.

M. Usuga, C. Müller, C. Wittmann, P. Marek, R. Filip, C. Marquardt, G. Leuchs, and U. Andersen, Nat. Phys. 6, 767 (2010).
[CrossRef]

Wolf, E.

L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics (Cambridge University, 1995).

Yoshizawa, A.

Zama, T.

Zavatta, A.

V. Parigi, A. Zavatta, M. S. Kim, and M. Bellini, Science 317, 1890 (2007).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Nat. Phys. (2)

M. Usuga, C. Müller, C. Wittmann, P. Marek, R. Filip, C. Marquardt, G. Leuchs, and U. Andersen, Nat. Phys. 6, 767 (2010).
[CrossRef]

K. Goda, O. Miyakawa, E. E. Mikhailov, S. Saraf, R. Adhikari, K. McKenzie, R. Ward, S. Vass, A. J. Weinstein, and N. Mavalvala, Nat. Phys. 4, 472 (2008).
[CrossRef]

Nature (1)

R. Hanbury Brown and R. Q. Twiss, Nature 178, 4541 (1956).

Opt. Express (4)

Phys. Rev. A (1)

P. Marek and R. Filip, Phys. Rev. A 81, 022302 (2010).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

M. Avenhaus, K. Laiho, M. V. Chekhova, and C. Silberhorn, Phys. Rev. Lett. 104, 063602 (2010).
[CrossRef]

Science (1)

V. Parigi, A. Zavatta, M. S. Kim, and M. Bellini, Science 317, 1890 (2007).
[CrossRef]

Other (2)

L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics (Cambridge University, 1995).

S. M. Barnett and P. M. Randmore, Methods in Theoretical Quantum Optics (Oxford University, 1997).

Supplementary Material (1)

» Media 1: JPG (54 KB)     

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics