הנדסה הקוונטית מדינה של אור עם גל רציף מתנדים אופטיים פרמטרים

מטרת ניסוי זה היא ליצור מצבים לא גאוס של שדות אופטיים נעים בנאמנות גבוהה, כולל פוטון בודד ומיקומי על של מצב קוהרנטי הידועים כמצבי CAT של שרדינגר. זה מושג על ידי שימוש בקורות מתואמות לא קלאסיות כמקור אור עיקרי. כשלב שני, מתגלה פוטון בודד על קרן אחת, מה שמביא להקרנת הקרן השנייה במצב קוונטי מותנה מבשר.

טכניקה זו ידועה כטכניקת ההכנה המותנית שבה משאב גאוס ראשוני משולב עם מדידה שאינה גאוס כגון ספירת פוטונים. לאחר מכן, המצב המבשר נמדד על ידי זיהוי הומו דיין על מנת לבצע את הטומוגרפיה המלאה של המצב הקוונטי. בסופו של דבר, מתקבלות תוצאות המראות הנדסת מצב קוונטית בנאמנות גבוהה המבוססת על שני מתנדים פרמטריים אופטיים שונים.

הטכניקה המוצגת מאפשרת תרומה של מצבים קוונטיים המהווים משאבים חשובים למגוון פרוטוקולי מידע. באופן משמעותי, או הליך המבוסס על סטאט פרמטרי אופטי או oio מאפשר להשיג תערובת נמוכה מאוד של מזהה ואקום 80 מצבים והפליטה לתוך עובש מיוחד מבוקר היטב שנשלח לחלל ה-oio. תכונה זו מקלה על השימוש בסטטיסטיקות אלה בפרוטוקולים הבאים שבהם ייתכן שיהיה צורך להפריע למשאבים אופטיים אחרים, למשל, ביישומי GA אופטיים או בתוכן מורכב יותר.

הנדסת סט כדי לבצע הליך זה, בנה חלל ליניארי חצי מונוליטי לשיפור היציבות המכנית והפחתת הפסדי החלל הפנימי כולל גביש KTP ומראה קלט המצופה ישירות על פן אחד של הגביש הלא ליניארי בעוד שהפנים האחרות מצופות נגד השתקפות. בחר השתקפות מצמד כניסה של 95% עבור המשאבה ב-532 ננומטר והחזר גבוה עבור האות והסרק ב-1064 ננומטר. הפוך בחר את מצמד הפלט כך שיהיה רפלקטיבי מאוד עבור המשאבה ושל ההעברה.

T שווה ל-10% עבור האינפרא אדום. הטווח הספקטרלי החופשי של המתנד הפרמטרי האופטי שווה ל-4.3 ג'יגה-הרץ ורוחב הפס הוא בסביבות 60 מגה-הרץ. השתמש בלייזר YAG ניאודימיום כפול בתדר גל רציף כמקור לייזר לשאוב את ה-OPO ב-532 ננומטר a, להשיג את התאמת המצב בין המשאבה למצב החלל.

הפוך את החלל לתהודה משולשת על ידי התאמת טמפרטורת הגביש ותדירות הלייזר. בדוק את שיאי השידור עבור האור האינפרא אדום והירוק בהיקף למטרה זו. אור אינפרא אדום חלש מוזרק גם למנעול OPO.

אורך חלל ה- OPO על המשאבה תהודה על ידי טכניקת פאונד DRE Hall. למטרה זו, החל אפנון אלקטרואופטי על המשאבה וגלה את האור המוחזר מהחלל עם מבודד אופטי על מפצל קרן מקטב. הפרד את שדות האות והסרק.

האחד מתאים למצב המבשר ואילו השני הוא המצב המבשר שיזוהה על ידי זיהוי ההומו דיין. הנח את מצב המבשר לעבר גלאי הפוטון הבודד. סנן את מצב המבשר כדי להסיר את מצבי התדר שאינם מנוונים עקב חלל ה-OPO.

ראשית, השתמש במסנן היסק עם רוחב פס של 0.5 ננומטר. הוסף חלל Fabry Perot ליניארי תוצרת בית עם טווח ספקטרלי חופשי של 330 ג'יגה-הרץ ורוחב פס של 300 מגה-הרץ. רוחב הפס של החלל נבחר להיות גדול מזה של ה-OPO והטווח הספקטרלי החופשי יהיה גדול מחלון התדרים של מסנן ההיסק

השג לפחות דחייה כוללת של 25 דציבלים של המצבים הלא מנוונים. לאחר ייצוב הנתיב כמפורט בפרוטוקול הטקסט, זהה את מצב המבשר המסונן על ידי גלאי פוטון בודד במהלך תקופת המדידה. גלאי פוטון יחיד מוליך-על משמש להגבלת כמות הרעש הכהה, שאחרת היה מתכלה.

הנאמנות של המצב המותנה. זהה את המצב המבשר עם זיהוי הומו דין מאוזן המורכב ממפצל אלומה 50 50 שבו השדה לאפיין ומתנד מקומי של גל רציף חזק מובאים כדי להפריע כמו גם זוג יעילות קוונטית גבוהה בפוטו-דיודות גז. על מנת ליישר את הזיהוי, הזרקו קרן עזר בהירה ב-1064 ננומטר לתוך חלל ומצב ה-OPO.

התאם זאת למצב המתנד המקומי. השג נראות שולית קרובה לאחדות. כל אי-התאמה במצב ריבועי מתורגם לאובדן זיהוי.

בדוק את מאפייני זיהוי ההומו עם הספק מתנד מקומי של שישה מילי-וואט. מגבלת רעש הצילום שטוחה עד 50 מגה-הרץ. זה יותר מ -20 דציבלים מעל הרעש האלקטרוני בתדר ניתוח נמוך, ו -16 דציבלים מעל בתדר הניתוח של 50 מגה-הרץ.

מרחק זה הוא פרמטר קריטי מכיוון שהוא מתורגם להפסדים בזיהוי. עבור כל אירוע זיהוי מגלאי הפוטון הבודד, רשום את זרם הצילום המודדי באמצעות אוסצילוסקופ עם קצב דגימה של חמש דגימות ג'יגה לשנייה. במשך 100 ננו-שניות.

טאטא את שלב המתנד המקומי עם מראה המותקנת ב-PZT במהלך המדידה. לאחר סינון כל קטע מוקלט, צברו מדידות ועבדו את הנתונים לאחר מכן עם אלגוריתם סבירות מקסימלית. הליך זה מאפשר שחזור של מטריצת הצפיפות של המצב המבשר ופונקציית וגנר המתאימה.

השחזור הטומוגרפי של המצב המבשר מודגם באמצעות האלמנטים האלכסוניים של מטריצת הצפיפות המשוחזרת ופונקציית וגנר המתאימה ללא תיקוני אובדן. המצב המפורסם מציג רכיב פוטון בודד בגובה של 78%על ידי התחשבות בהפסדי הזיהוי הכוללים, המצב מגיע לנאמנות של 91% עם מצב פוטון יחיד. רכיב שני הפוטונים, הנובע מזוגות פוטונים מרובים שנוצרו על ידי תהליך ההמרה למטה מוגבל ל-3%ניתן ליישם הליך דומה עם ערעור מסוג אחד, שהוא מעין אור סחיטה במצב יחיד.

על ידי שיקוף חלק קטן ממצבי הוואקום הסחיטה. עם מפצל קרן, אפשר להחסיר פוטון בודד, מה שטועה בהכנת החתלתול שלך. במצב השני, מצב המיזוג זקוק לאותו סינון תדרים כפי שהוסבר בניסויים האחרים, החץ המצהיר מאופיין באותו אופן טכניקת ההכנה המותנית המוצגת כאן היא תמיד משחק גומלין בין המקור הרוחבי הראשוני לבין המדידה המבוצעת על ידי גלאי הטעינה.

שני המרכיבים הללו משפיעים מאוד על התכונות הקוונטיות של המצב שנוצר עקב גבישי C, האחדות, הבריחה, היעילות של ה-OPOs ורעש הברווז הנמוך מאוד של גלאי מוליך-העל שלנו לעומס כבד. השיטה המוצגת כאן מאפשרת יצירה אמינה של מצבי נון-גו עם נאמנות גבוהה מאוד, המוגבלת בעיקר על ידי ההפסדים בגילוי. אל תשכח שעבודה עם לייזרים עלולה להיות מסוכנת ביותר, ותמיד יש לנקוט באמצעי זהירות כגון הרכבת משקפי בטיחות לייזר בעת ביצוע הליך זה.