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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1440| Estudio sobre la generación de fotones individuales anunciados y cuánticamente puros en cristales uniaxiales y biaxiales Study concerning the generation of heralded pure single photons in uniaxial and biaxial crystals | |
| KALO GERARDO TRASLOSHEROS ZAVALA | |
| KARINA GARAY PALMETT | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Conversión paramétrica Conversión paramétrica descendente espontánea Fotones individuales anunciados Pureza de estados cuánticos Eficiencia de anunciamiento Optimización Spontaneous parametric downconversion Heralded single photon Quantum purity Heralding efficiency Optimization | |
| Diversos protocolos de comunicación y computación cuántica precisan de la disponibilidad de fuentes de fotones individuales. Típicamente, estos protocolos se basan en la interferencia de fotones provenientes de fuentes independientes, efecto que presentará una visibilidad óptima sólo si los fotones son indistinguibles, estando en estados cuánticamente puros. Con el propósito de satisfacer esta necesidad, el enfoque del presente trabajo de investigación está dirigido a proponer diseños de fuentes de fotones individuales anunciados y cuánticamente puros, factibles de implementación experimental. Para ello se ha realizado un estudio teórico y numérico del proceso de conversión paramétrica descendente espontánea acoplado a fibras ópticas monomodales, considerando como medio de generación cristales uniaxiales y biaxiales. Por una parte, se encontraron condiciones que conllevan a la factorabilidad del estado de dos fotones, minimizando así las correlaciones espaciales, espectrales y mixtas que se presentan usualmente en la pareja de fotones. Por otro lado, se desarrolló una herramienta numérica basada en una derivación semi-analítica, con un número reducido de aproximaciones, la cual posibilita la obtención de cantidades que describen a las fuentes estudiadas: pureza del estado de fotón individual, tasa de generación y eficiencia de anunciamiento. Asimismo, se implementó un algoritmo genético con la finalidad de encontrar parámetros experimentales que optimicen simultáneamente la pureza y la eficiencia de anunciamiento de una fuente en particular. Finalmente, como parte de los resultados tres fuentes de parejas de fotones son discutidas: i) Fuente basada en BBO, en una configuración de empatamiento de fases tipo I, no-colineal y con emisión degenerada en 810nm. ii) Fuente basada en BBO, en una configuración de empatamiento de fases tipo I, no-colineal y con emisión degenerada en 1550nm. iii) Fuente basada en PPKTP, en una configuración de empatamiento de fases tipo II, co-lineal y con emisión no degenerada en 775nm y 1590nm. Para todos los casos se determinaron condiciones experimentales que pueden conducir a la implementación de una fuente óptima de fotones individuales anunciados. Many quantum communication and computing protocols rely on the availability of single photon sources. Typically, these protocols are based on the interference of photons from independent sources, and this effect will only occur completely if the photons are both indistinguishable, and in a pure quantum state. With the intention of satisfying this need, this research work is set to propose pure heralded single photon sources, feasible of experimental implementation. To this end, a theoretical and numerical study of the coupled to single mode fibers spontaneous parametric down conversion process in uniaxial and biaxial crystals has been conducted. On one hand, factorability conditions of the two photon state have been found, minimizing the spatial, spectral and mixed correlations usually present in the photon pairs. On the other hand, a numerical tool has been developed, based on a semi-analytical derivation, with a reduced number of approximations, which allows the calculation of the quantities that describe the studied sources: purity of the individual photon, photon pair rate generation and heralding efficiency. Moreover, with the goal of finding experimental parameters for the simultaneous optimization of purity and heralding efficiency of a particular source, a genetic algorithm was implemented. Finally, as part of the results, three different sources are discussed: i) Source based on a BBO crystal, in a non-collinear type I phase-matching configuration, with degenerate emission at 810nm. ii) Source based on a BBO crystal, in a non-collinear type I phase-matching configuration, with degenerate emission at 1550nm. iii) Source based on a PPKTP crystal, in a collinear type II phase-matching configuration, with non-degenerate emission at 775nm and1550nm. For all cases, experimental conditions that can lead to the implementation of an optimal source of heralded single photons has been determined. | |
| CICESE | |
| 2016 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Traslosheros Zavala, K. G.2016. Estudio sobre la generación de fotones individuales anunciados y cuánticamente puros en cristales uniaxiales y biaxiales. Tesis de maestría en ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.98 pp. | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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