Koherence světla rozptýleného horkými parami rubidia

MIKA, Jaromír

EN SKPřihlásit se Přihlásit se (EduID)

Theses 3ntsgi

Koherence světla rozptýleného horkými parami rubidia – Mgr. Jaromír MIKA

Mgr. Jaromír MIKA

Disertační práce

Koherence světla rozptýleného horkými parami rubidia

Quantum information processing with atoms and photons

Abstract:

Warm atomic vapors have proved to be a promising platform both to study fundamental properties of light interacting with matter and to realize crucial components for quantum technologies. The rich electronic level structure of atoms from the alkali metal group offers the possibility to implement various elastic and inelastic processes to study the coherence of scattered light. Warm vapors provide large atomic density, a necessary condition to facilitate efficient nonlinear atom-photon interactions, enabling the generation of broadband high-purity nonclassical light. However, experiments utilizing a Doppler-broadened medium result in simultaneous generation of noise from other invoked light scattering processes, a rigorous mechanism to select or enhance only the required process is thus needed. One of the two main results presented in this thesis summarizes the generation of chaotic light in warm vapors. In the simplest case, the isolation of a single process together with the corresponding single-mode selection leads to the observation of chaotic light with an ideal photon bunching character. Here, chaotic light originated from elastic scattering on two-level atoms and inelastic Raman scattering on three-level atoms is reported, and close-to ideal bunching properties of light are observed for both low and high saturation conditions. The interference of chaotic light from independent sources is detected, with spectral properties allowing to precisely determine the frequency difference between the excitation laser and corresponding atomic transition. These results open new possibilities for spectroscopical applications. The second part of the thesis focuses on the process of spontaneous four-wave mixing in hot atoms, which results in the generation of nonclassical light states. The unique experimental approach developed here allows to optimize the trade-off between the strength of the four-wave mixing process and resonant signal absorption. The purity of the nonclassical states is further enhanced by Raman noise suppression through the implementation of additional optical pumping and atomic spin-preserving anti-relaxation cell coating. Fast resonant spontaneous emission of the dense Doppler-broadened medium results in generating nonclassical light states with broad spectral properties. The high purity of the nonclassical light states and low losses during the propagation and detection allow to directly observe their quantum non-Gaussian properties. Subsequent temporal analysis confirms the single-mode character of the generated quantum non-Gaussian light states. …více

Abstract:

Horké atomové páry představují fyzikální systém vhodný pro studium základních vlastností světla interagujícího s látkou. Zároveň jsou technicky vhodné pro realizaci klíčových komponent kvantových technologií. Bohatá vnitřní elektronová struktura atomů ze skupiny alkalických kovů umožňuje využití řady elastických a neelastických procesů pro studium koherence světla rozptýleného na atomech. Přirozeně vyšší hustota horkých atomových par je klíčová pro dosažení vysoké účinnosti nelineárních interakcí mezi fotony a atomy. Jeden z možných výsledků nelineární interakce je generace neklasických stavů světla ve formě vysoce korelované dvojice fotonů. Kvantově optické experimenty využívající Dopplerovsky rozšířené atomové médium však kromě signálu generují velké množství šumu, tedy světla pocházejícího z doprovodných nežádoucích procesů. Účinná separace signálu od šumu tak představuje hlavní experimentální výzvu. Jedno ze dvou hlavních témat diskutovaných v této práci se zaměřuje na chaotické světlo. Generace chaotického světla s ideálními statistickými vlastnostmi shlukování fotonů může být dosažena účinnou selekcí příslušného procesu spolu s jednomodovou filtrací. Takové světlo bylo pozorováno skrze elastické procesy probíhající ve dvouhladinovém atomu i za pomocí neelastických procesů ve tříhladinovém atomu, a to jak v nesaturovaném médiu tak i v režimu vysoké saturace. Byla taktéž pozorována přechodová interference chaotického světla pocházejícího z dvou nezávislých zdrojů, z jejíž spektrálních vlastností je možné určit frekvenční rozdíl mezi excitačním laserem a rezonantním přechodem elektronu. Vysoká přesnost určení frekvence navíc předurčuje takový zdroj k budoucím spektroskopickým aplikacím. Druhé hlavní téma této práce pojednává o procesu spontánního čtyřvlnného směšování v horkých atomových parách, pomocí něhož je možné generovat neklasické stavy světla. Jedinečné schéma experimentu spočívající v kolekci světla generovaného v blízkosti čela cely umožňuje nalézt kompromis mezi ztrátami způsobenými absorbcí a účinnosti nelineárního směšování. Vysoká čistota takto generovaných neklasických stavů je dosažena potlačením Ramanovského šumu a to za pomocí dodatečného optického čerpání a využití anti-relaxačního povrstvení cely. Rychlá emise z Dopplerovsky rozšířeného média vedek velké spektrální šířce generovaných stavů světla. Vysoká čistota neklasických stavů a nízké dosažené ztráty v experimentu umožnily přímé pozorování jejich kvantově ne-Gaussovských vlastností. Stavy jsou navíc jednomodové, což bylo potvrzeno jejich spektrální analýzou. …více

Keywords

kvantová optika chaotické světlo interference světla z nezávislých zdrojů koherence světla horké atomové páry neklasické stavy světla kvantová ne-Gaussovost čtyřvlnné směšování

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 7. 2024

Obhajoba závěrečné práce

Vedoucí: prof. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D., prof. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D.

Citační záznam

Citovat tuto práci

Citace dle ISO 690:

MIKA, Jaromír. \textit{Koherence světla rozptýleného horkými parami rubidia}. Online. Disertační práce. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta. 2024. Dostupné z: https://theses.cz/id/3ntsgi/.

@PhdThesis{MIKA2024thesis,
AUTHOR = "MIKA, Jaromír",
TITLE = "Koherence světla rozptýleného horkými parami rubidia [online]",
YEAR = "2024 [cit. 2024-11-09]",
TYPE = "Disertační práce",
SCHOOL = "Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakultaOlomouc",
NOTE = "SUPERVISOR: prof. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D., prof. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D.",
URL = "https://theses.cz/id/3ntsgi/",
}

@PhdThesis{MIKA2024thesis,
AUTHOR = {MIKA, Jaromír},
TITLE = {Koherence světla rozptýleného horkými parami rubidia},
YEAR = {2024},
TYPE = {Disertační práce},
INSTITUTION = {Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta},
LOCATION = {Olomouc},
SUPERVISOR = {prof. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D., prof. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D.},
URL = {https://theses.cz/id/3ntsgi/},
URL_DATE = {2024-11-09},
}

{{Citace kvalifikační práce
 | příjmení = MIKA
 | jméno = Jaromír
 | instituce = Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta
 | titul = Koherence světla rozptýleného horkými parami rubidia
 | url = https://theses.cz/id/3ntsgi/
 | typ práce = Disertační práce
 | vedoucí = prof. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D., prof. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D.
 | rok = 2024
 | počet stran =
 | strany =
 | citace = 2024-11-09
 | poznámka =
 | jazyk = 
}}

Jak správně citovat práci

MIKA, Jaromír. Koherence světla rozptýleného horkými parami rubidia. Olomouc, 2024. disertační práce (Ph.D.). UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI. Přírodovědecká fakulta

Plný text práce

Obsah online archivu závěrečné práce

Zveřejněno v Theses:

světu

Jak jinak získat přístup k textu

Instituce archivující a zpřístupňující práci: UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI, Přírodovědecká fakulta

Odkaz na soubor do lokálního úložiště instituce

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Fyzika / Optika a optoelektronika

Práce na příbuzné téma

Profilometrie biologických objektů metodou interference nízkokoherentního světla
Jakub Nedbal
Sdílení kvantového klíče s klasickými a kvantovými stavy světla
Jiří FADRNÝ
Superrozlišení optické fáze v kvantové limitě s koherentními a stlačenými stavy světla
Miroslav JEŽEK
Recyklace Fockových stavů na stlačené stavy
Petr ZAPLETAL
Adaptivní odečtení jednoho fotonu ze stavu světla
Jan PROVAZNÍK
Optimalizace zdroje kvantově provázaných polarizačních stavů světla
Radim HOŠÁK

Název

Vložil

Vloženo

Práva

Theses 3ntsgi 3ntsgi/2

28. 8. 2024

Složky

Soubory

thesis Mika_phd_thesis.pdf

MARKLOVÁ, E.

29. 8. 2024

Co je jinak přidání souboru

Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
Co je jinak další operace se soubory

Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
Co je jinak pohled pro experty

Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
Co je nové vyhledávání souborů

Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
Co je nové rychlý přístup k souborům

Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.
Co se chystá

Připravujeme další vylepšení pro mobilní zařízení.

Koherence světla rozptýleného horkými parami rubidia – Mgr. Jaromír MIKA

Mgr. Jaromír MIKA

Disertační práce

Koherence světla rozptýleného horkými parami rubidia

Quantum information processing with atoms and photons

Abstract:

Abstract:

Keywords

Obhajoba závěrečné práce

Citační záznam

Citace dle ISO 690:

Jak správně citovat práci

Plný text práce

Obsah online archivu závěrečné práce

Jak jinak získat přístup k textu

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Práce na příbuzné téma

Složky

Soubory

Co je jinak přidání souboru

Co je jinak další operace se soubory

Co je jinak pohled pro experty

Co je nové vyhledávání souborů

Co je nové rychlý přístup k souborům

Co se chystá