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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/4285| Traslación espectral de estados fotónicos por medio del proceso de generación de diferencia de frecuencias Spectral translation of photonic states via the difference-frequency generation process | |
| Arturo García Zurita | |
| KARINA GARAY PALMETT | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Traslación espectral, fibras ópticas, mezclado de cuatro ondas, generación de diferencia de frecuencias, Óptica no lineal, Óptica cuántica Spectral translation, optical fibers, four-wave mixing, frequency difference genera tion, nonlinear optics, quantum optics | |
| En respuesta a la creciente demanda de tecnologías emergentes como la computación cuántica, los estados de luz no clásicos se han convertido en un recurso clave para procesar información de manera más eficiente. En este contexto, es fundamental implementar procesos que permitan la manipulación de sistemas fotónicos. En este trabajo de tesis se describe el diseño e implementación de un proyecto para la demostración del fenómeno de traslación espectral de un campo óptico, como resultado del proceso no lineal de tercer orden conocido como generación de diferencia de frecuencias. Este fenómeno consiste en la aniquilación de un fotón señal de entrada con una frecuencia específica y la creación subsecuente de un fotón de salida con una frecuencia distinta, pero que preserva las características del estado fotónico original. El diseño experimental incluye dos etapas principales. En la primera, se generan pares de fotones correlacionados en una fibra óptica birrefringente tipo “Bow-Tie”, mediante el proceso de mezclado de cuatro ondas espontáneo. En la segunda etapa, del estado de dos fotones, los fotones generados en uno de los modos se dirigen a una segunda fibra birrefringente, específicamente una fibra de cristal fotónico, donde experimentan traslación espectral mediante el proceso de generación de diferencia de frecuencias. Con el propósito de identificar las condiciones óptimas para la demostración del proceso de traslación espectral en las fibras ópticas disponibles, se realizaron simulaciones del empatamiento de fases para los dos procesos no lineales involucrados en la propuesta experimental. Asimismo, se llevaron a cabo simulaciones de las propiedades espectrales de los estados cuánticos en ambos procesos, lo que permitió validar los resultados experimentales. En el proyecto, se midieron los espectros de los estados de entrada y salida al proceso de generación de diferencia de frecuencias. La técnica utilizada para obtener los espectros fue la de conteo de fotones con resolución espectral. Los resultados obtenidos confirmaron el proceso de traslación espectral y constituyen un paso previo a una futura serie de experimentos dirigidos a la demostración de compuertas cuánticas basadas en este proceso. In response to the growing demand for emerging technologies such as quantum computing, non-classical states of light have become a key resource for processing information more efficiently. In this context, it is essential to implement processes that allow the manipulation of photonic systems. This thesis describes the design and implementation of an experiment to demonstrate the phenomenon of spectral translation of an optical field due to the third-order nonlinear process known as difference frequency generation. This phenomenon consists of the annihilation of an input signal photon with a specific frequency and the subsequent creation of an output photon with a different frequency, but which preserves the characteristics of the original photonic state. The designed project includes two main stages. In the first stage, correlated photon pairs are generated in a birefringent “Bow-Tie” optical fiber, through the spontaneous four-wave mixing process. In the second stage, of the two-photon state, the photons generated in one of the modes are directed to a second birefringent fiber, specifically a photonic crystal fiber, where they undergo spectral translation through the difference frequency generation process. Phasematching simulations were performed for the two nonlinear processes in the experimental proposal to identify the optimal conditions for demonstrating the spectral translation process in the available optical fibers. Likewise, simulations of the spectral properties of the quantum states in both processes were carried out, which allowed the experimental results to be validated. In the designed project, the spectra of the input and output states to the difference frequency generation process were measured by using spectrally resolved photon counting. The results confirmed the spectral translation process and constituted a preliminary step to a future series of experiments to demonstrate quantum gates based on this process. | |
| CICESE | |
| 2025 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| García Zurita, A. 2025. Traslación espectral de estados fotónicos por medio del proceso de generación de diferencia de frecuencias. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 84 pp. | |
| OPTICA FÍSICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| tesis_Arturo García Zurita_2025.pdf | Descripción completa de la tesis | 4.89 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |