Abstract

In this Letter, telecom-band degenerate-frequency photon pairs are generated in a specific mode of a silicon microring cavity by the nondegenerate spontaneous four-wave mixing (SFWM) process, under two continuous-wave pumps at resonance wavelength of two different cavity modes. The ratio of coincidence to accidental coincidence is up to 100 under a time bin width of 5 ns, showing their characteristics of quantum correlation. Their quantum interference in balanced and unbalanced Mach–Zehnder interferometers is investigated theoretically and experimentally, and the results show potential in quantum metrology and quantum information.

© 2014 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. E. Sharping, K. F. Lee, M. A. Foster, A. C. Turner, B. S. Schmidt, M. Lipson, A. L. Gaeta, and P. Kumar, Opt. Express 14, 12388 (2006).
    [CrossRef]
  2. P. P. Absil, J. V. Hryniewicz, B. E. Little, P. S. Cho, R. A. Wilson, L. G. Joneckis, and P. T. Ho, Opt. Lett. 25, 554 (2000).
    [CrossRef]
  3. H. Jung, C. Xiong, K. Y. Fong, X. F. Zhang, and H. X. Tang, Opt. Lett. 38, 2810 (2013).
    [CrossRef]
  4. Z. Yang, P. Chak, A. D. Bristow, H. M. van Driel, R. Iyer, J. S. Aitchison, A. L. Smirl, and J. E. Sipe, Opt. Lett. 32, 826 (2007).
    [CrossRef]
  5. S. Clemmen, K. P. Huy, W. Bogaerts, R. G. Baets, Ph. Emplit, and S. Massar, Opt. Express 17, 16558 (2009).
    [CrossRef]
  6. S. Azzini, D. Grassani, M. J. Strain, M. Sorel, L. G. Helt, J. E. Sipe, M. Liscidini, M. Galli, and D. Bajoni, Opt. Express 20, 23100 (2012).
    [CrossRef]
  7. S. Azzini, D. Grassani, M. Galli, L. C. Andreani, M. Sorel, M. J. Strain, L. G. Helt, J. E. Sipe, M. Liscidini, and D. Bajoni, Opt. Lett. 37, 3807 (2012).
    [CrossRef]
  8. Q. Lin, O. J. Painter, and G. P. Agrawal, Opt. Express 15, 16604 (2007).
    [CrossRef]
  9. 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).
    [CrossRef]
  10. M. Fiorentino, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 983 (2002).
    [CrossRef]
  11. J. Fan and A. Dogariu, Opt. Lett. 30, 1530 (2005).
    [CrossRef]
  12. J. Chen, K. F. Lee, C. Liang, and P. Kumar, Opt. Lett. 31, 2798 (2006).
    [CrossRef]
  13. J. P. Dowling, Contemp. Phys. 49, 125 (2008).
    [CrossRef]
  14. E. Bimbard, N. Jain, A. MacRae, and A. I. Lvovsky, Nat. Photonics 4, 243 (2010).
    [CrossRef]
  15. J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
    [CrossRef]
  16. F. Zappa, A. Lacaita, S. Cova, and P. Lovati, Opt. Eng. 35, 938 (1996).
    [CrossRef]
  17. S. Dong, Q. Zhou, W. Zhang, Y. He, W. Zhang, L. You, Y. Huang, and J. Peng, Opt. Express 22, 359 (2014).
    [CrossRef]
  18. L. G. Helt, Z. Yang, M. Liscidiniand, and J. E. Sipe, Opt. Lett. 35, 3006 (2010).
    [CrossRef]
  19. Z. Y. Ou, X. Y. Zou, L. J. Wang, and L. Mandel, Phys. Rev. Lett. 65, 321 (1990).
    [CrossRef]

2014 (1)

2013 (3)

H. Jung, C. Xiong, K. Y. Fong, X. F. Zhang, and H. X. Tang, Opt. Lett. 38, 2810 (2013).
[CrossRef]

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).
[CrossRef]

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

2012 (2)

2010 (2)

L. G. Helt, Z. Yang, M. Liscidiniand, and J. E. Sipe, Opt. Lett. 35, 3006 (2010).
[CrossRef]

E. Bimbard, N. Jain, A. MacRae, and A. I. Lvovsky, Nat. Photonics 4, 243 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

2008 (1)

J. P. Dowling, Contemp. Phys. 49, 125 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

2006 (2)

2005 (1)

2002 (1)

M. Fiorentino, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 983 (2002).
[CrossRef]

2000 (1)

1996 (1)

F. Zappa, A. Lacaita, S. Cova, and P. Lovati, Opt. Eng. 35, 938 (1996).
[CrossRef]

1990 (1)

Z. Y. Ou, X. Y. Zou, L. J. Wang, and L. Mandel, Phys. Rev. Lett. 65, 321 (1990).
[CrossRef]

Absil, P. P.

Agrawal, G. P.

Aitchison, J. S.

Andreani, L. C.

Azzini, S.

Baets, R. G.

Bajoni, D.

Bimbard, E.

E. Bimbard, N. Jain, A. MacRae, and A. I. Lvovsky, Nat. Photonics 4, 243 (2010).
[CrossRef]

Bogaerts, W.

Bonneau, D.

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).
[CrossRef]

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

Bristow, A. D.

Chak, P.

Chen, J.

Cho, P. S.

Clark, A. S.

Clemmen, S.

Cova, S.

F. Zappa, A. Lacaita, S. Cova, and P. Lovati, Opt. Eng. 35, 938 (1996).
[CrossRef]

Dogariu, A.

Dong, S.

Dorenbos, S. N.

Dowling, J. P.

J. P. Dowling, Contemp. Phys. 49, 125 (2008).
[CrossRef]

Emplit, Ph.

Engin, E.

Ezaki, M.

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).
[CrossRef]

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

Fan, J.

Fiorentino, M.

M. Fiorentino, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 983 (2002).
[CrossRef]

Fong, K. Y.

Foster, M. A.

Gaeta, A. L.

Galli, M.

Grassani, D.

Hadfield, R. H.

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).
[CrossRef]

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

He, Y.

Helt, L. G.

Ho, P. T.

Hryniewicz, J. V.

Huang, Y.

Huy, K. P.

Iizuka, N.

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).
[CrossRef]

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

Iyer, R.

Jain, N.

E. Bimbard, N. Jain, A. MacRae, and A. I. Lvovsky, Nat. Photonics 4, 243 (2010).
[CrossRef]

Joneckis, L. G.

Jung, H.

Kumar, P.

Lacaita, A.

F. Zappa, A. Lacaita, S. Cova, and P. Lovati, Opt. Eng. 35, 938 (1996).
[CrossRef]

Lee, K. F.

Liang, C.

Lin, Q.

Lipson, M.

Liscidini, M.

Liscidiniand, M.

Little, B. E.

Lovati, P.

F. Zappa, A. Lacaita, S. Cova, and P. Lovati, Opt. Eng. 35, 938 (1996).
[CrossRef]

Lvovsky, A. I.

E. Bimbard, N. Jain, A. MacRae, and A. I. Lvovsky, Nat. Photonics 4, 243 (2010).
[CrossRef]

MacRae, A.

E. Bimbard, N. Jain, A. MacRae, and A. I. Lvovsky, Nat. Photonics 4, 243 (2010).
[CrossRef]

Mandel, L.

Z. Y. Ou, X. Y. Zou, L. J. Wang, and L. Mandel, Phys. Rev. Lett. 65, 321 (1990).
[CrossRef]

Marshall, G. D.

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

Massar, S.

Natarajan, C. M.

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).
[CrossRef]

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

O’Brien, J. L.

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

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).
[CrossRef]

Ohira, K.

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).
[CrossRef]

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

Ou, Z. Y.

Z. Y. Ou, X. Y. Zou, L. J. Wang, and L. Mandel, Phys. Rev. Lett. 65, 321 (1990).
[CrossRef]

Painter, O. J.

Peng, J.

Rarity, J. G.

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

Schmidt, B. S.

Sharping, J. E.

Silverstone, J. W.

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

Sipe, J. E.

Smirl, A. L.

Sorel, M.

Strain, M. J.

Suzuki, N.

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).
[CrossRef]

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

Tang, H. X.

Tanner, M. G.

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).
[CrossRef]

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

Thompson, M. G.

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

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).
[CrossRef]

Turner, A. C.

van Driel, H. M.

Voss, P. L.

M. Fiorentino, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 983 (2002).
[CrossRef]

Wang, L. J.

Z. Y. Ou, X. Y. Zou, L. J. Wang, and L. Mandel, Phys. Rev. Lett. 65, 321 (1990).
[CrossRef]

Wilson, R. A.

Xiong, C.

Yang, Z.

Yoshida, H.

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

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).
[CrossRef]

You, L.

Zappa, F.

F. Zappa, A. Lacaita, S. Cova, and P. Lovati, Opt. Eng. 35, 938 (1996).
[CrossRef]

Zhang, W.

Zhang, X. F.

Zhou, Q.

Zou, X. Y.

Z. Y. Ou, X. Y. Zou, L. J. Wang, and L. Mandel, Phys. Rev. Lett. 65, 321 (1990).
[CrossRef]

Zwiller, V.

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

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).
[CrossRef]

Contemp. Phys. (1)

J. P. Dowling, Contemp. Phys. 49, 125 (2008).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

M. Fiorentino, P. L. Voss, J. E. Sharping, and P. Kumar, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 983 (2002).
[CrossRef]

Nat. Photonics (2)

E. Bimbard, N. Jain, A. MacRae, and A. I. Lvovsky, Nat. Photonics 4, 243 (2010).
[CrossRef]

J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien, and M. G. Thompson, Nat. Photonics 8, 104 (2013).
[CrossRef]

Opt. Eng. (1)

F. Zappa, A. Lacaita, S. Cova, and P. Lovati, Opt. Eng. 35, 938 (1996).
[CrossRef]

Opt. Express (6)

Opt. Lett. (7)

Phys. Rev. Lett. (1)

Z. Y. Ou, X. Y. Zou, L. J. Wang, and L. Mandel, Phys. Rev. Lett. 65, 321 (1990).
[CrossRef]

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