Interferencja dwóch skorelowanych fotonów
Zagadnienia do opracowania
- Opis układów złożonych w teorii klasycznej i kwantowej.
- Stany produktowe i splątane dla dwóch układów kwantowych.
- Opis stanów polaryzacji fotonów.
- Interferencja w układzie dwufotonowym – efekt Hong – Ou – Mandela.
- Zjawisko dwójłomności naturalnej.
- Działanie płytki opóźniającej.
- Polaryzatory światła. Polaryzator Glana-Thompsona.
- Parametryczny podział częstotliwości.
- Budowa i zasada działania laserów półprzewodnikowych.
Zestaw przyrządów: Układ źródła quED I
- Laser półprzewodnikowy (λ = 401.5 nm, 10 mW).
- 3 zwierciadła.
- Soczewki.
- Półfalówka.
- 2 polaryzatory.
- Kryształ dwójłomny YVO₄.
- Kryształ nieliniowy BBO (β – BaB₂O₄).
- Optyczne sprzęgacze światłowodowe.
- Jednomodowe światłowody.
- Filtry pasmowe.
Zestaw przyrządów: Układ do badania interferencji qu2PI
- 4 sprzęgacze światłowodowe.
- Dzielnik wiązki (50:50).
- 2 ćwierćfalówki, 2 półfalówki.
- 2 filtry interferencyjne (803 ± 2 nm, FWHM = 10 ± 2 nm).
- 2 światłowody.
- Stolik przesuwu liniowego ze śrubą mikrometryczną.
- Detektor pojedynczych fotonów.
Literatura
- W. A. Shurcliff, S. S. Ballard – „Światło spolaryzowane”, PWN, Poznań 1968.
- M. Le Bellac – „Wstęp do informatyki kwantowej”, PWN, Warszawa 2011.
- W. Demtröder – „Spektroskopia laserowa”, PWN, Warszawa 1993.
- B. Ziętek – „Optoelektronika”, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń 2005.
- B. Ziętek – „Lasery”, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń 2009.
- A. Kujawski, P. Szczepański – „Lasery. Podstawy fizyczne”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999.
- D. Greenberger, A. Zeilinger – „Postępy Fizyki”,T.47, Zeszyt 4,339, 1996.
- A. Zeilinger – „Świat Nauki”, Lipiec 2000.
- M. Alicka, R. Alicki – „Pracownia Informacji Kwantowej / Quantum Information Laboratory”,skrypt Uniwersytetu Gdańskiego, 2011.
- M. Nielsen, I. Chuang – ”Quantum Computation and Quantum Communication”, Cambridge, London 2000.
- L. Mandel, E. Wolf – “Optical Coherence and Quantum Optics”, Cambridge 1995.
- D. Greenberger, A. Zeilinger – “Physics World”, 8 , Nr 9, 33 ( 1995).
- W. A. Shurcliff, S. S. Ballard – “Polarized Light”, Princeton 1964.
- M. Born, E. Wolf – “Principles of Optics”, Cambridge University Press, Cambridge 1999.
- O. Svelto – “Principles of Lasers”, Plenum, New York 1998.
- W. S. C. Chang – “Principles of Lasers and Optics”, Cambridge University Press, 2005.
- J.A. Buck – “Fundamentals of Optical Fibres”, NJ: Wiley – Interscience, Hoboken, 2004.
- A. Peres – “Quantum Theory: Concepts and Methods”, Kluwer Academic Publishers, 1993.
- W. Demtröder – “Atoms, Molecules and Photons: an Introduction to Atomic – , Molecular – and Quantum – Physics”, Springer, Berlin 2006.
- D. Dehlinger, M.W. Mitchell – “Entangled photon apparatus for the undergraduate laboratory”, Am. J. Phys. 70, 989 – 901 (2002).
- S. Nakamura, G. Fasol – ”The blue laser diode”, Springer, Heidelberg 1997.
- H. Paul – “Introduction Quantum Optics from Light Quanta to Teleportation”, Cambridge University Press, Cambridge 2004.
- M. Le Bellac – „A Short Introduction to Quantum Information and Quantum Computation”, Cambridge University Press , Cambridge 2006.
Interference of two correlated photons
Background theory
- Description of composite systems in classical and quantum theory.
- Product and entangled states for bipartite quantum systems.
- Description of photon polarisation states.
- Two-photon interference – Hong – Ou – Mandel effect.
- Natural birefringence.
- Operation of wave plates.
- Light polarisers. Glan-Thompson polariser.
- Parametric down-conversion.
- Construction and operation of semiconductor lasers.
Apparatus. Setup for quEDI:
- Semiconductor laser (λ = 401.5 nm, 10 mW).
- 3 mirrors.
- Lenses.
- Half-wave plate.
- 2 polarisers.
- Bi-refringent crystal YVO₄.
- Non-linear crystal BBO (β – BaB₂O₄).
- Optical fibre couplers.
- Single-mode fibre.
- Band filters.
Apparatus. Setup for study interference qu2PI:
- 4 fiber-optic couplers.
- Beam splitter (50:50).
- 2 quarter-wave plates, 2 half-wave plates.
- 2 interference filters (803 ± 2 nm, FWHM = 10 ± 2 nm).
- 2 optical fibres.
- Linear translation stage with micrometer screw.
- Single-photon detector.
Literature
- M. Alicka, R. Alicki – „Pracownia Informacji Kwantowej / Quantum Information Laboratory”, skrypt Uniwersytetu Gdańskiego, 2011.
- M. Nielsen, I. Chuang – “Quantum Computation and Quantum Communication”, Cambridge, 2000.
- L. Mandel, E. Wolf – “Optical Coherence and Quantum Optics”, Cambridge 1995.
- D. Greenberger, A. Zeilinger – “Physics World”, 8 , Nr 9, 33 ( 1995).
- W. A. Shurcliff, S. S. Ballard – “Polarized Light”, Princeton 1964.
- M. Born, E. Wolf – “Principles of Optics”, Cambridge University Press, Cambridge 1999.
- O. Svelto – “Principles of Lasers”, Plenum, New York 1998.
- W. S. C. Chang – “Principles of Lasers and Optics”, Cambridge University Press, 2005.
- J.A. Buck – “Fundamentals of Optical Fibres”, NJ: Wiley – Interscience, Hoboken, 2004.
- A. Peres – “Quantum Theory: Concepts and Methods”, Kluwer Academic Publishers, 1993.
- W. Demtröder – “Atoms, Molecules and Photons: an Introduction to Atomic – , Molecular- and Quantum – Physics”, Springer, Berlin 2006.
- D. Dehlinger, M.W. Mitchell – “Entangled photon apparatus for the undergraduate laboratory”, Am. J. Phys. 70, 989 – 901 (2002).
- S. Nakamura, G. Fasol – “The blue laser diode”, Springer, Heidelberg 1997.
- H. Paul – “Introduction Quantum Optics from Light Quanta to Teleportation”, Cambridge University Press, Cambridge 2004.
- M. Le Bellac – “A Short Introduction to Quantum Information and Quantum Computation”, Cambridge University Press , Cambridge 2006.
Dodaj komentarz
Chcesz się przyłączyć do dyskusji?Feel free to contribute!