Optimalizace zdroje kvantově provázaných polarizačních stavů světla

Bc. Radim HOŠÁK

Diplomová práce

Optimization of a polarization-entangled photon source

Abstract:

An existing experimental setup for degenerate, non-collinear spontaneous parametric down conversion that generates correlated pairs of photons is optimized to achieve high-quality entanglement in the generated pairs. This Thesis is concerned with estimation and characterization of the generated quantum state, as well as with achieving as high entanglement as possible in the said state. Operation of the source in two regimes is demonstrated. With narrow-band spectral filters, state-of-the-art quality of entanglement can be achieved, with the concurrence of 99 % and approx. 16,000 coincidences per second. With wider-band filters, the rate of coincidences is just short of 100,000 per second, while the output state concurrence value is still very high, with a value of 96 %. In this Thesis, the techniques used to achieve such quality entanglement are described. Furthermore, a method of speeding up the quantum state tomography procedure is devised and applied.

Abstract:

Existující experimentální uspořádání pro generaci korelovaných párů pomocí spontánní parametrické frekvenční konverze je optimalizováno za cílem dosažení vysokého stupně kvantové provázanosti generovaných párů. Práce se zabývá jednak měřením a charakterizací generovaného kvantového stavu, a jednak dosažením co nejvyšší provázanosti. Je demonstrována práce zdroje ve dvou režimech. S úzkopásmovými frekvenčními filtry lze dosáhnout vysoké hodnoty parametru konkurence 99 % při přibližně 16 000 koincidencích za sekundu. S frekvenčními filtry se širším pásem propustnosti se četnost koincidencí pohybuje těsně pod 100 000 za sekundu při stále vysoké konkurenci 96 %. V této práci jsou popsány techniky použité pro získání takto vysokého stupně kvantové provázanosti. Dále je vyvinuta a aplikována metoda zrychlení tomografie kvantového stavu.

Keywords

nelineární optika, kvantová provázanost, spontánní parametrická frekvenční konverze

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 4. 5. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Miroslav Ježek, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Optika a optoelektronika