Řešení podmínky fázové synchronizace nelineárních procesů v BBO

Bc. Jakub DVOŘÁK

Master's thesis

Solution of phase-matching condition of nonlinear processes in BBO

Anotácia:

Tato diplomová práce se zabývá charakterizací disperze indexů lomu anizotropních nelineárních krystalů BBO. Jedním z nejčastěji využívaných nelineárních procesů je spontánní sestupná parametrická frekvenční konverze (SPDC). V první kapitole práce je krátká článková rešerše, která popisuje některé z možných využití v kvantové optice. Jsou zde zmíněné entanglované fotony, jedno-fotonové zdroje, kvantová teleportace, kvantová kryptografie a kvantová informatika. Dále je zmíněno, proč se využívá právě BBO. Ve druhé kapitole je teoreticky popsáno nelineární optické prostředí, SPDC a chování optického záření v BBO. Třetí kapitola se věnuje spektrometrickému měření indexů lomu BBO pomocí elipsometrie. Byla provedena dvě měření, jedno na odrazivost, druhé na propustnost. Čtvrtá kapitola se zabývá spektrometrickým skenováním optického pole SPDC vznikajícího za materiálem BBO. Výsledky těchto měření se přibližují k hodnotám teoreticky vypočítaným, nejsou však zcela přesné. Toto měření je využitelné pouze jako verifikační. Závěrečný rozbor výsledků je proveden v páté kapitole.

Abstract:

This thesis focuses on characterizing the dispersion of the refractive indices of anisotropic non-linear BBO crystals. One of the most commonly used non-linear processes is spontaneous parametric frequency down-conversion (SPDC). In the first chapter, a brief literature review is presented, which describes some of the possible applications in quantum optics, including entangled photons, one-photon sources, quantum teleportation, quantum cryptography, and quantum informatics. The chapter also explains why BBO crystals are used. The second chapter provides a theoretical description of the non-linear optical environment, SPDC, and the behavior of optical radiation in BBO. The third chapter is dedicated to spectrometric measurements of the refractive indices of BBO using ellipsometry, including measurements for both reflectance and transmittance. The fourth chapter deals with the spectrometric scanning of the optical field generated by SPDC behind the BBO material. The results of these measurements approach theoretically computed values, but they are not entirely precise. The measurement is only usable for verification. The final analysis of the results is presented in the fifth chapter.

Kľúčové slová

nelineární optika, disperze, SPDC, BBO

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 5. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: doc. Mgr. Jan Soubusta, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Nanotechnology / Nanotechnology