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Estudio de amplificación paramétrica sensible a la fase en fibras ópticas no lineales para la generación de estados comprimidos
Study of Phase-Sensitive Parametric Amplification in Nonlinear Optical Fibers for the Generation of Squeezed States
Jorge Andrés Montoya Cardona
SERGUEI STEPANOV
FRANCISCO ANTONIO DOMINGUEZ SERNA
Acceso Abierto
Atribución
Estados de vacío comprimido, amplificación paramétrica, fibras ópticas microestructuradas
Squeezed vacuum states, parametric amplification, microstructured optical fibers
El objetivo general de este trabajo es el estudio comparativo de amplificación paramétrica óptica (OPA) en fibras de sílice fundida microestructuradas de núcleo sólido y en fibras de núcleo hueco llenas de acetileno (C2H2). Ambos medios exhiben una no linealidad de tercer orden, lo que permite el proceso de OPA en configuraciones colineales con una alta concentración espacial de potencia de luz. En particular, se implementó un experimento para medir las cuadraturas de un estado cuántico bimodal utilizando la amplificación paramétrica mediante la mezcla de cuatro ondas (FWM) con un bombeo degenerado mediante pulsos láser de picosegundos centrados en una longitud de onda de 737 nm. Este proceso aseguró la generación de pares de fotones señal/acompañante correlacionados que podrían ser amplificados paramétricamente en una fibra microestructurada no lineal similar. Se implementaron experimentos para caracterizar la amplificación paramétrica sensible a la fase en una celda de acetileno. Se presenta una evaluación experimental de la ganancia OPA en un FWM colineal degenerado a 1530 nm cerca de la línea de absorción del acetileno P9. Específicamente se estudió la transformación de la modulación de amplitud en la onda de bombeo de entrada cuasi-continua en el rango de W a modulación de fase de salida y viceversa. Esta investigación compara las eficiencias de OPA y el potencial para generar estados de luz comprimidos y entrelazados en medios basados en fibras con no linealidades resonantes y no resonantes.
The overall objective of this work is the comparative study of optical parametric amplification (OPA) in microstructured solid-core fused silica fibers and hollow-core fibers filled with acetylene (C2H2). Both media exhibit third-order nonlinearity, enabling the OPA process in collinear configurations with a high spatial concentration of light power. An experiment was implemented to measure the quadratures of a bimodal quantum state using parametric amplification via four-wave mixing (FWM) with a degenerate pump by picosecond laser pulses centered at a wavelength of 737 nm. This process ensured the generation of correlated signal/idler photon pairs that could be parametrically amplified in a similar nonlinear microstructured fiber. Experiments were implemented to characterize phase-sensitive parametric amplification in an acetylene cell. An experimental evaluation of the OPA gain in a degenerate collinear FWM at 1530 nm near the P9 acetylene absorption line is presented. Specifically, the transformation of amplitude modulation in the quasi-continuous W-scale input pump wave to output phase modulation and vice versa was studied. This research compares OPA efficiencies and the potential to generate squeezed and entangled light states in fiber-based media with resonant and non-resonant nonlinearities.
CICESE
2024
Tesis de maestría
Español
Montoya Cardona, J.A. 2024. Estudio de amplificación paramétrica sensible a la fase en fibras ópticas no lineales para la generación de estados comprimidos. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 110 pp.
OPTICA FÍSICA
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