Interferencja dwóch skorelowanych fotonów

Zagadnienia do opracowania

  1. Opis układów złożonych w teorii klasycznej i kwantowej.
  2. Stany produktowe i splątane dla dwóch układów kwantowych.
  3. Opis stanów polaryzacji fotonów.
  4. Interferencja w układzie dwufotonowym – efekt Hong – Ou – Mandela.
  5. Zjawisko dwójłomności naturalnej.
  6. Działanie płytki opóźniającej.
  7. Polaryzatory światła. Polaryzator Glana-Thompsona.
  8. Parametryczny podział częstotliwości.
  9. Budowa i zasada działania laserów półprzewodnikowych.

Zestaw przyrządów: Układ źródła quED I

  1. Laser półprzewodnikowy (λ = 401.5 nm, 10 mW).
  2. 3 zwierciadła.
  3. Soczewki.
  4. Półfalówka.
  5. 2 polaryzatory.
  6. Kryształ dwójłomny YVO₄.
  7. Kryształ nieliniowy BBO (β – BaB₂O₄).
  8. Optyczne sprzęgacze światłowodowe.
  9. Jednomodowe światłowody.
  10. Filtry pasmowe.

Zestaw przyrządów: Układ do badania interferencji qu2PI

  1. 4 sprzęgacze światłowodowe.
  2. Dzielnik wiązki (50:50).
  3. 2 ćwierćfalówki, 2 półfalówki.
  4. 2 filtry interferencyjne (803 ± 2 nm, FWHM = 10 ± 2 nm).
  5. 2 światłowody.
  6. Stolik przesuwu liniowego ze śrubą mikrometryczną.
  7. Detektor pojedynczych fotonów.

Literatura

  1. W. A. Shurcliff, S. S. Ballard – „Światło spolaryzowane”, PWN, Poznań 1968.
  2. M. Le Bellac – „Wstęp do informatyki kwantowej”, PWN, Warszawa 2011.
  3. W. Demtröder – „Spektroskopia laserowa”, PWN, Warszawa 1993.
  4. B. Ziętek – „Optoelektronika”, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń 2005.
  5. B. Ziętek – „Lasery”, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń 2009.
  6. A. Kujawski, P. Szczepański – „Lasery. Podstawy fizyczne”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999.
  7. D. Greenberger, A. Zeilinger  – „Postępy Fizyki”,T.47, Zeszyt 4,339, 1996.
  8. A. Zeilinger  – „Świat Nauki”, Lipiec 2000.
  9. M. Alicka, R. Alicki – „Pracownia Informacji Kwantowej / Quantum Information Laboratory”,skrypt Uniwersytetu Gdańskiego, 2011.
  10. M. Nielsen, I. Chuang  – ”Quantum Computation and Quantum Communication”, Cambridge, London 2000.
  11. L. Mandel, E. Wolf – “Optical Coherence and Quantum Optics”, Cambridge 1995.
  12. D. Greenberger, A. Zeilinger – “Physics World”, 8 , Nr 9, 33 ( 1995).
  13. W. A. Shurcliff, S. S. Ballard – “Polarized Light”, Princeton 1964.
  14. M. Born, E. Wolf – “Principles of Optics”, Cambridge University Press, Cambridge 1999.
  15. O. Svelto – “Principles of Lasers”, Plenum, New York 1998.
  16. W. S. C. Chang – “Principles of Lasers and Optics”, Cambridge University Press, 2005.
  17. J.A. Buck – “Fundamentals of Optical Fibres”, NJ: Wiley – Interscience, Hoboken, 2004.
  18. A. Peres – “Quantum Theory: Concepts and Methods”, Kluwer Academic Publishers, 1993.
  19. W. Demtröder – “Atoms, Molecules and Photons: an Introduction to Atomic – , Molecular –  and Quantum – Physics”, Springer, Berlin 2006.
  20. D. Dehlinger, M.W. Mitchell – “Entangled photon apparatus for the undergraduate laboratory”, Am. J. Phys. 70, 989 – 901 (2002).
  21. S. Nakamura, G. Fasol – ”The blue laser diode”, Springer, Heidelberg 1997.
  22. H. Paul – “Introduction Quantum Optics from Light Quanta to Teleportation”, Cambridge University Press, Cambridge 2004.
  23. M. Le Bellac – „A Short Introduction to Quantum Information and Quantum Computation”, Cambridge University Press , Cambridge 2006.

Interference of two correlated photons

Background theory

  1. Description of composite systems in classical and quantum theory.
  2. Product and entangled states for bipartite quantum systems.
  3. Description of photon polarisation states.
  4. Two-photon interference – Hong – Ou – Mandel effect.
  5. Natural birefringence.
  6. Operation of wave plates.
  7. Light polarisers. Glan-Thompson polariser.
  8. Parametric down-conversion.
  9. Construction and operation of semiconductor lasers.

 

Apparatus. Setup for quEDI:

  1. Semiconductor laser (λ = 401.5 nm, 10 mW).
  2. 3 mirrors.
  3. Lenses.
  4. Half-wave plate.
  5. 2 polarisers.
  6. Bi-refringent crystal YVO₄.
  7. Non-linear crystal BBO (β – BaB₂O₄).
  8. Optical fibre couplers.
  9. Single-mode fibre.
  10. Band filters.

Apparatus. Setup for study interference qu2PI:

  1. 4 fiber-optic couplers.
  2. Beam splitter (50:50).
  3. 2 quarter-wave plates, 2 half-wave plates.
  4. 2 interference filters (803 ± 2 nm, FWHM = 10 ± 2 nm).
  5. 2 optical fibres.
  6. Linear translation stage with micrometer screw.
  7. Single-photon detector.

Literature

  1. M. Alicka, R. Alicki – „Pracownia Informacji Kwantowej / Quantum Information Laboratory”, skrypt Uniwersytetu Gdańskiego, 2011.
  2. M. Nielsen, I. Chuang – “Quantum Computation and Quantum Communication”, Cambridge, 2000.
  3. L. Mandel, E. Wolf – “Optical Coherence and Quantum Optics”, Cambridge 1995.
  4. D. Greenberger, A. Zeilinger – “Physics World”, 8 , Nr 9, 33 ( 1995).
  5. W. A. Shurcliff, S. S. Ballard – “Polarized Light”, Princeton 1964.
  6. M. Born, E. Wolf – “Principles of Optics”, Cambridge University Press, Cambridge 1999.
  7. O. Svelto – “Principles of Lasers”, Plenum, New York 1998.
  8. W. S. C. Chang – “Principles of Lasers and Optics”, Cambridge University Press, 2005.
  9. J.A. Buck – “Fundamentals of Optical Fibres”, NJ: Wiley – Interscience, Hoboken, 2004.
  10. A. Peres – “Quantum Theory: Concepts and Methods”, Kluwer Academic Publishers, 1993.
  11. W. Demtröder – “Atoms, Molecules and Photons: an Introduction to Atomic – , Molecular- and Quantum – Physics”, Springer, Berlin 2006.
  12. D. Dehlinger, M.W. Mitchell – “Entangled photon apparatus for the undergraduate laboratory”, Am. J. Phys. 70, 989 – 901 (2002).
  13. S. Nakamura, G. Fasol – “The blue laser diode”, Springer, Heidelberg 1997.
  14. H. Paul – “Introduction Quantum Optics from Light Quanta to Teleportation”, Cambridge University Press, Cambridge 2004.
  15. M. Le Bellac – “A Short Introduction to Quantum Information and Quantum Computation”, Cambridge University Press , Cambridge 2006.

 

0 komentarzy:

Dodaj komentarz

Chcesz się przyłączyć do dyskusji?
Feel free to contribute!

Dodaj komentarz