11 Z 4, pp. 1037∼1041

 11 Z 4, pp. 1037∼1041

O

U 2 n Ç 8 c õ u § T “ Ó Þ” X ¢   Å° Ë Ñ° n ×Ì   ö ° Ë Ñ a ê s; c å ¾ ˔ X ¢ { ¢© Ž8 0È S Ë

ö

¶

BŠ û BŒ ‰ x · 9 „ ‘ ž ÷ 7 B · ƒ ‘ šU ¬ £ · ' Ö <r )g ` @ · * × <` 9 g ` @

„

 z Œ ™@ /† < Ɠ §  ƒ  õ † < Æ@ /† < Æ Ó ü t o † < Æõ , F  g Å Ò 500-757

(2011¸   5 Z 4 12{ 9  ~ à Î6 £ §, 2011¸   10 Z 4 25{ 9  à º& ñ ‘ : r ~ à Î6 £ §, 2011¸   11 Z 4 7{ 9  > F  S X ‰& ñ )

]

j2+ þ A  µ 1 ÏB > h † ¾ Ӂ  ¨ 8 Š \  _ K  Ò q t$ í ÷ &  H ¿ º > h_  F  g  (extraordinary & ordinary photon)\  ¦ F  g " é ¶ Ü

¼– Ð # Œ 6 \ š  Ò1 p xd ”  0 AC z  ´+ « >1 p x € ª œ \ O j Ë µ`  ¦ s 6   x   H z  ´+ « >`  ¦ 0 AK " f  H ¿ º F  g  _  / B N ç ß –& h  — ¸× ¼ x 9  r  ç

ß –& h  — ¸× ¼\  ¦ ¸ ú ˜ & ñ ½ + Ër &   ô  Ç . ] j2+ þ A  µ 1 ÏB > h † ¾ Ӂ  ¨ 8 Š \  _ ô  Ç ¼ # F  g \ O j Ë µ F  g  Š © œ_  — ¸× ¼ & ñ ½ + Ë`  ¦ 0

A # Œ ˜ Ð © œ6   x 4 Ÿ ¤Ï ã J] X  B | 9 `  ¦ ¶ ú š{ 9  “ ¦, n t _ O  B j \  ¦ s 6   x # Œ f ” ] X  O É Œ% ò   H ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð ¿ º c ” _  /

B

N ç ß –& h  — ¸× ¼_  { 9 u  # ŒÂ Ò\  ¦ z  ´+ « >& h Ü ¼– Ð S X ‰ “   % i  .

Ù þ

˜d ” # Q:  µ 1 ÏB > h † ¾ Ӂ  ¨ 8 Š , 6 \ šÂ Ò1 p xd ” , — ¸× ¼B g A

Mode Matching of Type II SPDC Polarization Entangled Photon Pairs by Using a Digital Camera

Seung-Chul Song · Samyong Bae · Ji-Su Park · Hee-Hyun Mun · Sun-Hyun Youn ^∗

Department of Physics, Chonnam National University, Gwangju 500-757 (Received 12 May 2011 : revised 25 October 2011 : accepted 7 November 2011)

A pair of orthogonally polarized photons(extraordinary & ordinary photons) generated in type-II SPDC for experiments on quantum entanglements, including violations of Bell’s inequality, must be matched in both the spatial mode and the temporal mode. A compensating birefringent crystal is used to mode match a polarization entangled photon pair generated by using type-II SPDC. We identified the spatial mode matching of twin beams by using a digital camera.

PACS numbers: 42.70.M

Keywords: Spontaneous parametric down conversion(SPCM), Bell inequality, Mode matching

I. " e  ] Ø

€

ª œ % i † < Æ_  l ‘ : r& h “   : £ ¤$ í ×  æ 
“   \ O j Ë µ © œ I

(entangled state)  H { 9  [ þ t s  " f– Ð # Q‹ "  : £ ¤$ í (¼ #  F 

g, Û ¼— 2 ; 1 p x) \   © œ › ' a› ' a > \  ¦ ° ú   H € ª œ  © œI \  ¦ ´ ú ˜  9, Õ ª

„

 ^ ‰ € ª œ  © œI  > hZ > & h “   { 9  [ þ t _   1 l x † < Êà º_  Y  L Ü ¼

–

Ð l Õ ü t ½ + É Ã º \ O   H € ª œ  © œI \  ¦ ´ ú ˜ô  Ç . s  Qô  Ç € ª œ  \ O  j Ë

µ  © œI \  ¦ ½ ¨‰ & ³   H  © œ @ /³ ð& h “   ~ ½ ÓZ O “ É r Y Us $  F  g õ  q

‚  + þ A B | 9 _   © œ  ñ Œ •6   x \ " f  µ 1 ÏB > h † ¾ Ӂ  ¨ 8 Š(SPDC,

∗

E-mail: [email protected]

Spotaneous Parametric Down Conversion) Ü ¼– Ð µ 1 ÏÒ q t 



 H F  g  Š © œ`  ¦ s 6   x   H  כ s   [1]. ] j2+ þ A SPDC\ " f Ò q t

$ í

 ) a ¿ º F  g  _  ¼ # F  g s  " f– Ð Ã ºf ” “    © œ › ' a› ' a > \  ¦ t Ù ¼

–

Ð s  כ “ É r q ‚  + þ A B | 9 ? /\ " f 5 Å q • ¸_  s \  ¦ ë ß –[ þ t # Q ¿ º F 

g  _  ¼ # F  g“ É r r ç ß –& h , / B N ç ß –& h Ü ¼– Ð " f– Ð ×  æ^ o ?÷ &t  · ú § 

\ O

y t  · ú §>   ) a  . q ‚  + þ A B | 9 ? / ¿ º ¼ # F  g$ í ì  r ç ß –_  ç  H 5

Å

q • ¸ s \  ¦ 4 Ÿ ¤Ï ã J] X  B | 9 `  ¦ s 6   x K " f ˜ Ð © œ €   Ò q t$ í  ) a F 

g  Š © œ`  ¦ s À ҍ  H F  g  [ þ t _  ¼ # F  g  © œI   H " f– Ð ×  æ^ o ?÷ &“ ¦

#

QÖ ¼ F  g   # Q‹ "  ¼ # F  g`  ¦ ° ú   H t  8 £ ¤& ñ „  \  ½ ¨Z > ½ + É Ã º

\ O

Ü ¼Ù ¼– Ð, ¼ # F  g \ O j Ë µ © œI _  ½ ¨‰ & ³s  0 p x >   ) a   [2].

ICCD(Intensified Charge Coupled Device) B j \  ¦ s 

-1037-

6  

x # Œ Ò q t$ í  ) a ¿ º c ” _  ×  æ^ o ?`  ¦ r & h Ü ¼– Ð › ' a ¹ 1 Ͻ + É Ã º e ” 

#

Q" f — ¸× ¼ : £ ¤$ í `  ¦ ì  r$ 3    H X < Ä »6   x   [3]. Õ ª Q
 ¿ º c ”

_  / B N ç ß –& h  — ¸× ¼ & ñ ½ + Ë`  ¦ 0 AK " f  H F  g † < Æ r Û ¼% 7 ›? / # QÖ ¼ 0

Au \ " f• ¸ ×  æ^ o ? © œI \  e ” # Q  Ù ¼– Ð, { 9 ì ø Í CCD  B

j \  ¦ s 6   x # Œ — ¸× ¼& ñ ½ + Ë`  ¦ S X ‰ “   l  0 AK " f  H F  g † < Æ r

Û ¼% 7 ›`  ¦ ½ ¨$ í ½ + É M :   CCD B j \  ¦ s 1 l x K " f 8 £ ¤& ñ K

  ô  Ç . ¢ ¸ô  Ç Ò q t$ í  ) a ¿ º F  g  _  [ jl  €  • # Œ { 9 ì ø Í CCD B j – Ð › ' a ¹ 1 Ï l  # Q 9Ö  ¦  â Ä º\   H / B N ç ß –& h  — ¸

×

¼ & ñ ½ + Ë`  ¦   H X < # Q 9¹ ¡ § s  e ” >   ) a  . ‘ : r  7 Hë  H \ " f  H ]

j2+ þ A  µ 1 ÏB > h † ¾ Ӂ  ¨ 8 Š \  _ ô  Ç ¼ # F  g \ O j Ë µ F  g  Š © œ_  — ¸

×

¼ & ñ ½ + Ë`  ¦ 0 A # Œ ˜ Ð © œ6   x 4 Ÿ ¤Ï ã J] X  B | 9 `  ¦ ¶ ú š{ 9  “ ¦, n t  _ O

 B j \  ¦ ×  æ^ o ? ) a ¿ º c ” _  ”  ' Ÿ  ⠖ Ð\   © œ‚ Ã Ì x 9  “ ¦& ñ r 

† 

  6 £ § ” ¸Ø  ¦`  ¦ U  ´>  # Œ ¿ º c ” _  / B N ç ß –& h  — ¸× ¼\  ¦ O É Œ% ò

% i  .

II. T  Â ] Ø

1.  ®  o8 04  ] ‚ §
ì Åò & ÿ(SPDC)



µ 1 ÏB > h † ¾ Ӂ  ¨ 8 Š“ É r Y Us $ \ " f
“ : r Z  }“ É r ”  1 l x à º_  F 

g   q ‚  + þ A B | 9 õ   © œ  ñ Œ •6   x`  ¦ : Ÿ x K " f ± ú “ É r ”  1 l x à º

\

 ¦ ° ú   H ô  Ç Š © œ_  F  g  [ þ t – Ð  µ 1 Ï& h Ü ¼– Ð   ¨ 8 Š ÷ &  H õ & ñ `  ¦

´ ú

˜  9, s  כ “ É r \  -t  ˜ Д > rZ O g Ë :õ  î  r1 l x | ¾ Ó ˜ Д > rZ O g Ë :\  K

{ © œ   H 0 A © œ& ñ ½ + ˛ ¸| (phase matching condition)s  ë ß – 7

á

¤| ¨ c M : ´ òõ & h Ü ¼– Ð { 9 # Qè ß –  [4].

~ k

pump

= ~ k

extraordinary

+ ~ k

ordinary

ω

pump

= ω

extraordinary

+ ω

ordinary

(1)

#

Œl " f ordinaryü < extraordinary  H y Œ •y Œ • & ñ  © œ F  g‚   x 9  s 



© œ F  g‚  `  ¦
 ? / 9, ë ß –€  • c ” _  „  l  © œ ~ ½ ӆ ¾ Ós  q ‚  + þ A B

| 9 _  Å Òכ ¹€  (B | 9 _  F  g» ¡ ¤ õ  c ” _  ”  ' Ÿ ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦ Ÿ í† < Ê 



 H €  )õ  à ºf ” { 9  M :_  c ” `  ¦ & ñ  © œ F  g‚  (ordinary beam)s 



  9, Å Òכ ¹€  õ 
ê ø Íô  Ç c ” `  ¦ s  © œ F  g‚  (extraordinary beam) s   ô  Ç  [5].

]

j2+ þ A SPDC  H 0 A © œ& ñ ½ + Ëy Œ •• ¸\     * 3 á Ô c ” _  ”  ' Ÿ 

~

½ ӆ ¾ Ó\  @ /K  d ” (1)_  0 A © œ& ñ ½ + ˛ ¸| \     @ /g A“   ¿ º > h _

 " é ¶ Æ Ò+ þ AÜ ¼– Ð † ¾ Ó   ¨ 8 Š ) a y n Cs  ~ ½ ÓØ  ¦ ÷ & 9, Ò q t$ í  ) a ¿ º F  g



_  ¼ # F  g s  " f– Ð Ã ºf ” s Ù ¼– Ð ×  æ^ o ?÷ &  H & h (path 1, 2)\ 

"

f ¿ º F  g  \  ¦ ‚  × þ ˜ €   d ” (2)ü < ° ú  s  à º¨ î ¼ # F  g(H) õ  à º f ”

¼ # F  g(V) s  ×  æ^ o ? ) a ¼ # F  g \ O j Ë µ © œI (polarization entan- gled state) _  ½ ¨‰ & ³s  0 p x   [6]. Õ ªa Ë > 1(a)  H χ

²

q ‚   + þ

A > à º\  ¦ ° ú   H B | 9 \ " f 0 A © œ& ñ ½ + ˛ ¸| s  $ í w n | ¨ c M : 

_  * 3 á Ô F  g   ¿ º > h_  F  g  – Ð   ¨ 8 Š ÷ &  H õ & ñ `  ¦ • ¸ d ”

Ü ¼– Ð ˜ Г    כ s  9 Õ ªa Ë > 1(b)  H 325 nm   © œ_  * 3 á Ô F  g õ

 BBO(β-BaB

²

O

4

, Beta-Barium Borate)  & ñ `  ¦ s 6   x ô  Ç SPDC õ & ñ \ " f µ 1 ÏÒ q tô  Ç y n C(650 nm)`  ¦ ç ß –[ O € 9 ' \  ¦ s 6   x

# Œ n t _ O  B j – Ð n ” “ É r  כ s  . # Œl " f pump c ”  ¼ #  F 

g“ É r vertical(V) ¼ # F  g s “ ¦ ordinary(o) c ” õ  extraordi- nary(e) c ”  ¼ # F  g“ É r y Œ •y Œ • horizontal(H) ü < vertical(V) ¼ #  F 

g`  ¦
  · p  [7].

|Ψi = 1

√ 2 (|Hi

1

|V i

2

+ |V i

1

|Hi

2

) (2)

2. { ¢© Ž 8 0È S Ë(mode matching)

]

j2+ þ A SPDC\  ¦ 0 A # Œ  6   x ÷ &  H q ‚  + þ A   & ñ ^ ‰  H

¼

# F  g \    É r 4 Ÿ ¤Ï ã J] X  : £ ¤$ í Ü ¼– Ð “   # Œ   & ñ ^ ‰ ? /\ " f d ”

(3)õ  ° ú  s  ¿ º ¼ # F  g$ í ì  r ç ß –_  r ç ß – s \  ¦ t >  ÷ & 9

 

& ñ ^ ‰ µ 1 ÚÜ ¼– Ð " f– Ð   É r ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð ”  ' Ÿ  >   ) a   [8].

δt = L 2

 1 u

o

− 1 u

e



(3)

#

Œl " f L“ É r q ‚  + þ A B | 9 _  U  ´s , u

^o

ü < u

^e

  H ordinary ü <

extraordinary ç  H5 Å q • ¸ s  .

s

 Qô  Ç 4 Ÿ ¤Ï ã J] X  : £ ¤$ í “ É r ¿ º F  g  _  ¼ # F  g`  ¦ ½ ¨Z >  0 p x 

>

 Ù ¼– Ð, ˜ Ð © œ6   x 4 Ÿ ¤Ï ã J] X  B | 9 `  ¦ ¶ ú š{ 9  # Œ ¼ # F  g \ O j Ë µ  © œ I

\  ¦ ë ß –[ þ t à º e ”  .

III. ÷ m Ç ] M ö

‘

: r z  ´+ « >\ " f  6   x ô  Ç Y Us $   H He-Cd Y Us $   H IK3301R-G(KIMMON Koha  )– Ð+ ‹ 325 nm_    © œ\ " f

ƒ

 5 Å q& h Ü ¼– Ð µ 1 ϔ    9 Ø  ¦§ 4 [ jl   H @ /| Ä Ì 9 mW & ñ • ¸s  .

Y

Us $ \  ¦ q ‚  + þ A   & ñ BBO\  { 9  r v €   ] j2+ þ A SPDC

\

 _ K  650 nm_  F  g  Š © œ`  ¦ µ 1 ÏÒ q tr ~  ´ à º e ”   [9].  6   x ô

 Ç BBO   & ñ _  0 A © œ& ñ ½ + Ëy Œ • θ

pm

= 54.5

^◦

s “ ¦ U  ´s (L)  H 5.0 mm s  9 F  g» ¡ ¤ ~ ½ ӆ ¾ Ó(OA)“ É r Õ ªa Ë > 1\ " f% ƒ! 3  * 3 á Ô c ”  _

 „  l  © œ ~ ½ ӆ ¾ Óõ  { 9 u ô  Ç . ] j2+ þ A SPDC\  _ K  Ò q t$ í  ) a

¿

º > h_  " é ¶ Æ Ò ×  æ^ o ?÷ &  H & h \ " f ¿ º F  g  \  ¦ ‚  × þ ˜ €   / B N ç

ß –& h Ü ¼– Ð ×  æ^ o ?r ~  ´ à º e ”  .

t ë ß – BBO   & ñ _  4 Ÿ ¤Ï ã J] X  : £ ¤$ í  © œ ¿ º F  g  ç ß –\  ç  H5 Å q

•

¸ s \  ¦ ˜ Ðs Ù ¼– Ð  © œ@ / r ç ß – \  ¦ ×  ¦ # Œ  ô  Ç . ‘ : r z  ´ +

« >\ " f  H Õ ªa Ë > 1ü < ° ú  s  ¿ º F  g  _  ×  æ^ o ?÷ &  H & h ( ⠖ Ð 1, 2)`  ¦ ‚  × þ ˜ “ ¦  ⠖ Ð 1\ " f o-c ” õ  e-c ” _   © œ@ / r ç ß –  δt

= 0“   F  g  Š © œ`  ¦ \ O j Ë µ\   6   x “ ¦  ô  Ç . Õ ª Q€    ⠖ Ð

1 _  e-c ” õ  o-c ” _  ¼ # F  g  © œ › ' a› ' a >  : £ ¤$ í M :ë  H \   ⠖ Ð 2\ 

Fig. 1. (Color online) (a) Spontaneous down conversion cones present with type-II phase matching. (b) A photograph of the down conversion photons through an interference filter at 650 nm(3 nm FWHM) by using digital camera.

Fig. 2. (Color online) Mode matching of twin beams with a compensating birefringent crystal. A relative time delay δt ≈ 672 fs(Θ = 55.5

^◦

, L = 5.0 m), pulse width τ ≈ 176 fs(IF 3 nm @ 650 nm).

Fig. 3. (Color online) Experimental set-up and beam size comparison of digital camera with CCD camera.

"

f  H ¿ º F  g    s \  2δt ë ß –
p u r ç ß – \  ¦ t >   ) a  [Õ ª a Ë

> 2]. s  r ç ß –   H  ⠖ Ð 2\  U  ´s  L“   ˜ Ð © œ6   x 4 Ÿ ¤Ï ã J] X  B 

| 9

`  ¦ q ‚  + þ A B | 9 _  F  g» ¡ ¤ ~ ½ ӆ ¾ Óõ  à ºf ”  >  ¶ ú š{ 9 † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹

˜

Ð © œs  0 p x >   ) a  .

—

¸× ¼ & ñ ½ + Ë`  ¦ 0 A # Œ ˜ Ð © œ6   x 4 Ÿ ¤Ï ã J] X  B | 9 `  ¦ ¶ ú š{ 9  “ ¦

† ¾ Ó   ¨ 8 Š ) a y n C_  " f– Ð   u   H % ò % i `  ¦ ‚  × þ ˜ # Œ € ª œ  \ O  j Ë

µz  ´+ « >`  ¦ 0 Aô  Ç F  g † < Æ r Û ¼% 7 ›`  ¦ ½ ¨$ í l  0 AK " f  H r Û ¼

% 7

›? / # QÖ ¼ 0 Au \ " f• ¸ ¿ º c ” “ É r ×  æ^ o ? © œI \  e ” # Q  ô  Ç .

¿

º c ” _  — ¸× ¼ : £ ¤$ í `  ¦ ì  r$ 3  l  0 A # Œ { 9 ì ø Í& h Ü ¼– Ð CCD

Fig. 4. (Color online) Beam profile of CCD camera &

digital camera at 0, 150, 250, 800 mm.

B j \  ¦ s 6   x   H X <, CCD B j   H F  g † < Æ r Û ¼% 7 ›`  ¦ ½ ¨

$ í

½ + É M :   s 1 l x K    9 ¢ ¸ô  Ç Ò q t$ í  ) a ¿ º F  g  _  [ j l

 €  •½ + É  â Ä º\   H › ' a ¹ 1 Ï l  # Q 9î  r & h s  e ”  . ì ø ̀  

\

 n t _ O  B j   H B j  E $ ™Ý ¼_  œ í& h 0 Au \  ¦ › ¸] X  

#

Œ r Û ¼% 7 › ? / # QÖ ¼ 0 Au \ " f• ¸ c ” _  — ¸× ¼ : £ ¤$ í `  ¦ ì  r$ 3 ½ + É Ã

º e ” Ü ¼ 9 CCD B j ü < ² ú ˜o  ” ¸Ø  ¦`  ¦ U  ´> ½ + É Ã º e ” 

#

Q" f €  •ô  Ç c ” `  ¦ › ' a ¹ 1 Ͻ + É Ã º e ”   H  © œ& h s  e ”  . ‘ : r z  ´+ « >\ 

"

f  H €  $  { 9 ì ø Í CCD B j ü < n t _ O  B j \  ¦ s 6   x 

#

Œ c ” _  : £ ¤$ í `  ¦ q “ § ì  r$ 3  l  0 A # Œ Õ ªa Ë > 3õ  ° ú  s  650 nm _  Y Us $  c ” `  ¦ F  g † < Æ r Û ¼% 7 ›`  ¦ t 
 ¨ î ' Ÿ F  g s  ÷ &• ¸2 Ÿ ¤

½

¨$ í % i  . Õ ªa Ë > 4  H { 9 ì ø Í CCD B j ü < n t _ O  B j



\  ¦  6   x # Œ F  g † < Æ r Û ¼% 7 › ? / 0 Au Z >  c ” _  — ¸€ ª œ`  ¦ 8 £ ¤& ñ ô

 Ç  כ s  . 0 Au \     CCD B j \  ¦ s 1 l x # Œ 8 £ ¤& ñ ô  Ç

Fig. 5. (Color online) Schematic of the experimental set-up for measuring signals by using digital camera: Nonlinear crystal & Birefringent crystal : BBO, HWP: Half Wave Plate, PBS(H): Polarizing Beam Splittter, IF: Interference Filter(10nm@650nm).

Fig. 6. (Color online) Signal profile at position

`,a,b,c. Digital camera exposure time : 30 seconds.

Fig. 7. (Color online) Experimental set-up for quantum entanglement.

c ”

_  — ¸€ ª œ“ É r “ ¦& ñ x 9   © œ‚ Ã Ì # Œ B j  E $ ™Ý ¼_  œ í& h 0 Au  ë ß

–`  ¦ › ¸] X  # Œ 8 £ ¤& ñ ô  Ç c ” _  — ¸€ ª œõ  { 9 u    H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”

 . CCD B j   H SP620(OPHIR  )s “ ¦, n t _ O   B

j   H EOS 10D(Canon  ) ] j¾ ¡ §`  ¦  6   x % i  .

Õ

ªa Ë > 5  H path 2 \ " f n t _ O  B j \  ¦ s 6   x # Œ ] j2+ þ A SPDC \  _ K  µ 1 ÏÒ q tô  Ç F  g  Š © œ_  ’    ñ\  ¦ O É Œ% ò l  0 Aô  Ç z  ´ +

« >  © œu • ¸s  .

¼

# F  g F  g  Š © œ`  ¦ 0 Au  c_  50 mm 0 Au \ " f œ í& h  ë “ B y

• ¸2 Ÿ ¤ F  g † < Ær Û ¼% 7 ›`  ¦ ½ ¨$ í % i Ü ¼ 9 › ¸o > h(iris)\  ¦ „   Ò

>

h~ ½ Ó “ ¦ ì ø Í  © œó ø Í(HWP, Half Wave Plate)_  y Œ •• ¸\  ¦ à º f ”

~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– РÒ'  22.5

^◦

– Ð €   o-c ” õ  e-c ” s  " f– Ð   5 g”  

’

   ñ — ¸€ ª œ`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”  [Õ ªa Ë > 6].

]

j2+ þ A SPDC\  _ K  Ò q t$ í ÷ &  H ¿ º > h_  F  g  \  ¦ F  g " é ¶ Ü ¼

Fig. 8. (Color online) Signal(HWP 0

^◦

and 45

^◦

) at po- sition `(Fig. 7). Digtal camera exposure time : 60 seconds.

Fig. 9. (Color online) Single counts comparison of HWP 0

^◦

(H-pol.) with 45

^◦

(V-pol.) by using SPCM(Single Pho- ton Counting Module).

–

Ð # Œ 6 \ š  Ò1 p xd ”  0 AC z  ´+ « >1 p x € ª œ \ O j Ë µ`  ¦ s 6   x   H z  ´ +

«

>`  ¦ 0 A # Œ F  g † < Æ r Û ¼% 7 ›`  ¦ z  ´] j Õ ªa Ë > 7õ  ° ú  s  z  ´+ « >  © œ u

• ¸\  ¦ ½ ¨$ í % i  . › ¸o > h ½ ¨ â `  ¦ † ¾ Ó   ¨ 8 Š ) a ¿ º c ” _ 

"

f– Ð   u   H % ò % i  s ? / t  ×  ¦ s “ ¦, ×  æ^ o ? ) a ¿ º c ” _  ”   '

Ÿ   ⠖ Ð\  n t _ O  B j \  ¦  © œ‚ Ã Ì x 9  “ ¦& ñ r †    6 £ § HWP ü

< PBS\  ¦ [ O u  % i  . Õ ªo “ ¦ F  g † < Æ r Û ¼% 7 ›`  ¦ ½ ¨$ í ½ + É M :



  HWP\  ¦ 0

^◦

(H) ü < 45

^◦

(V) – Ð # Œ ’    ñ\  ¦ y Œ •y Œ • O É Œ% ò

# Œ / B N ç ß –& h Ü ¼– Ð ×  æ^ o ? Ä »Á º\  ¦ S X ‰ “   % i  . # Œl " f HWP



 H 0

^◦

(H) \ " f 45

^◦

(V) – Ð  r„  r &  à º¨ î ¼ # F  g`  ¦ à ºf ” ¼ # F  g Ü

¼– Ð, à ºf ” ¼ # F  g`  ¦ à º¨ î ¼ # F  g Ü ¼– Ð    or v   H X <  6   x % i 

“

¦, PBS  H à º¨ î ¼ # F  g c ” `  ¦ È Òõ    H X <  6   x % i  . n t  _ O

 B j   H œ í& h  100 mm “   B ß ¼– Ð E $ ™Ý ¼\  ¦  6   x # Œ ’    

ñ\  ¦ O É Œ% ò % i Ü ¼ 9 ’    ñ\  @ /ô  Ç / B N ç ß –& h  — ¸× ¼ & ñ ˜ Ѝ  H  © œ 6

 

x á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›“   # Q• ¸q  Ÿ íž Ð¶ û š(Adobe Photoshop)`  ¦ s 6   x

# Œ S X ‰ “   % i  . Õ ªo “ ¦ Timer Remote Controller\  ¦ s  6

 

x # Œ ” ¸Ø  ¦ r ç ß –`  ¦ › ¸& ñ % i  . Õ ªa Ë > 8“ É r HWP _  y Œ •• ¸

\

 ¦ 0

^◦

(H) ü < 45

^◦

(V) – Ð # Œ 0 Au  `(Fig. 7)\ " f y Œ •y Œ • O É Œ% ò ô

 Ç ’    ñs  . ¢ ¸ô  Ç c ” _  é ß –{ 9 > à º\  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ   u   H & ñ

•

¸\  ¦ · ú ˜ à º e ”   H X < z  ´+ « >\ " f  H é ß –{ 9 F  g   Ž Ø  ¦ l (SPCM- AQR-14FC)\  ¦ 0 Au  `\  [ O u  “ ¦  Ž Ø  ¦ l \  ¦ 50 µmm ”  s  1

l

x €  " f HWP 0

^◦

(H) ü < 45

^◦

(V){ 9  M : é ß –{ 9 > à º\  ¦ y Œ •y Œ • 8

£ ¤& ñ # Œ ¿ º c ” _    u   H & ñ • ¸\  ¦ S X ‰ “   % i  . Õ ªa Ë > 9  H dark counts\  ¦ Ÿ í† < Êô  Ç é ß –{ 9 > à º\  ¦ q “ § # Œ
  · p Õ ªa Ë >

s

 . # Œl " f dark counts  H ¨ î ç  H 140 > hs  .

IV. + s Ç Â ] Ø

]

j2+ þ A SPDC\ " f µ 1 ÏÒ q t   H ¿ º F  g    H " f– Ð Ã ºf ” “  

¼

# F  g`  ¦ t “ ¦ ~ ½ ÓØ  ¦ >  ÷ &Ù ¼– Ð q ‚  + þ A B | 9 _  4 Ÿ ¤Ï ã J ] X

 : £ ¤$ í  © œ / B N ç ß –& h  x 9  r ç ß –& h  — ¸× ¼ { 9 u ÷ &t  · ú §  H



. Õ ª QÙ ¼– Ð ¼ # F  g \ O j Ë µ F  g  Š © œ`  ¦ ë ß –[ þ t l  0 A # Œ ˜ Ð



© œ6   x 4 Ÿ ¤Ï ã J] X  B | 9 `  ¦ ¶ ú š{ 9  % i  . { 9 ì ø Í& h “   CCD  B

j ü < ² ú ˜o  n t _ O  B j   H F  g † < Æ r Û ¼% 7 ›`  ¦ ½ ¨$ í

½

+ É M :   ’    ñ_  — ¸× ¼\  ¦ 8 £ ¤& ñ “ ¦  s 1 l x ½ + É € 9 כ ¹



 H \ O Ü ¼ 9 ¢ ¸ô  Ç F  g  _  [ jl  €  •½ + Ét  • ¸ ” ¸Ø  ¦`  ¦ U  ´

>

 # Œ 8 £ ¤& ñ s  0 p x † < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . Õ ªo “ ¦ € ª œ



\ O j Ë µ z  ´+ « >`  ¦ 0 Aô  Ç F  g † < Æ r Û ¼% 7 ›\ " f HWP_  y Œ •• ¸ 0

^◦

(H) ü < 45

^◦

(V) – Ð # Œ é ß –{ 9 > à º\  ¦ y Œ •y Œ • 8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ 

¿

º c ” _  / B N ç ß –& h  — ¸× ¼  H P(0

^◦

é ß –{ 9 > à º × 45

^◦

é ß –{ 9 >  Ã

º)/ pP(0

^◦

é ß –{ 9 > à º)

²

× P(45

^◦

é ß –{ 9 > à º)

²

– Ð 99.5 % { 9  u

† < Ê`  ¦ S X ‰ “   % i  .

P

c p 8 ý ò k >

s

  7 Hë  H“ É r t d ”  â ] j Ò_  F G œ íé ß – F  g € ª œ c ”  ƒ  ½ ¨r [ O ½ ¨

»

¡

¤  \ O _  t " é ¶ \  _  # Œ ƒ  ½ ¨÷ &% 3 6 £ §.

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] Shigeki Takeuchi, Optics Letters 26, 843 (2001).

[2] Paul G. Kwiat, Klaus Mattle, Harald Weinfurter, An- ton Zeilinger, A. V. Sergienko and Y. Shih, Phys.

Rev. Lett. 75, 4337 (1995).

[3] H. Di Lorenzo Pires, C. H. Monken and M. P. van Exter, Phys. Rev. A 80, 022307 (2009).

[4] Y. H. Shih, A. V. Sergienko and Morton H. Rubin, T.

E. Kiess and C. O. Alley, Phys. Rev. A 50, 23 (1994).

[5] V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan and D. N.

Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals (Springer, Germany, 1999), Chap. 2.

[6] Christian Kurtsiefer, Markus Oberparleiter and Har- ald Weinfurter, J. of Modern Optics 48, 1997 (2001).

[7] P. G. Kwiat et al., Phys. Rev. Lett. 75, 4337 (1995).

[8] M. H. Rubin, D. N. Klyshko, Y. H. Shih and A. V.

Sergienko, Phys. Rev. A 50, 5122 (1994).

[9] T. E. Kiess, Y. H. Shih, A. V. Sergienko and C. O.

Alley, Phys. Rev. Lett. 71, 3893 (1993).