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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/481| Desarrollo de una nueva fuente altamente eficiente de parejas de fotones entrelazados Development of a new highly efficient entangled photon pair source | |
| Erick Rafael Romero Sánchez | |
| Kevin Arthur O'Donnell | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Phasematching,Spontaneous parametric down-conversion,Laser,Entangled photons,Empatamiento de fases,Fotones entrelazados,Láser,Espontánea paramétrica descendente | |
| En este trabajo se describe la fuente de parejas de fotones entrelazados en frecuencia basada en emisión espontánea paramétrica descendente (spontaneous parametric downconversion SPDC). Se utilizó un cristal KTP periódicamente polarizado bombeado por un diodo láser azul. Cuando las condiciones de cuasi empatamiento de fases se satisfacen por medio del control de la temperatura del cristal, el fenómeno de SPDC se produce y se emite luz en un cono estrecho. La luz emitida tiene longitudes de onda en el infrarrojo cercano, apropiada para detectores de silicio. Estudiamos las propiedades espectrales del SPDC al bombear el cristal con un láser monocromático, así como con un láser de banda ancha (~1 nm). Para cada bombeo estudiamos los espectros de emisión producido al variar las condiciones de empatamiento de fases con diferentes valores de temperaturas del cristal. Así mismo, se estudiaron los espectros colectados con diferentes ángulos. Se describe la configuración experimental diseñada para medir los espectros. Este arreglo ha sido mejorado con un diseño óptico que reduce las pérdidas en la colección de la luz y también reduce las aberraciones cromáticas. Se calculan las propiedades espectrales teóricas y se comparan con las mediciones experimentales. Se encontró que la precisión requerida del índice de refracción a lo largo del eje z del cristal para los cálculos teóricos es de la quinta cifra decimal. Lo cual resulto ser mejor que la precisión de la literatura existente. Para el láser de bombeo de una sola frecuencia se obtiene una buena concordancia entre los resultados teóricos y experimentales. Para el láser de bombeo de banda ancha modificamos la teoría existente para nuestro caso particular. Estos resultados muestran un buena concordancia entre la teoría y el experimento. Finalmente, determinamos las condiciones experimentales que maximizan la tasa de parejas de fotones producido por SPDC. In this work we describe a frequency-entangled photon pair source developed based on spontaneous parametric downconversion (SPDC). We used a periodically-poled KTP crystal pumped by a blue diode laser. When quasi-phasematching conditions are satisfied through control of the crystal temperature, SPDC occurs and light is emitted in a narrow cone with wavelengths in the near infrared, appropriate for silicon detectors. We study the spectral properties of the SPDC with the crystal pumped with either a single-frequency laser or a broadband (~1nm bandwidth) laser. For each pump we study the emission spectra produced with the crystal at different temperatures to vary the the phase-matching conditions and study the spectra produced for different collection angles. We describe the experimental setup designed to measure the spectra. This setup has been improved by an optical design to reduce the losses in the collection of light and also reduce chromatic aberrations. The theoretical spectral properties are calculated and compared with the experimental measurements. It was found that the precision of the refractive index along the crystal's z axis required for the theoretical calculations must be in itsfifth decimal place, better than the accuracy of the existing literature. For the single-frequency pump laser we obtain good agreement between theoretical and experimental results. For the broadband pump laser we modified the existing theory to our particular case. These results show good agreement between theory and experiment. Finally, we determined the experimental conditions that maximize the SPDC photon rate produced by SPDC. | |
| CICESE | |
| 2013 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Romero Sánchez, E.R.2013.Desarrollo de una nueva fuente altamente eficiente de parejas de fotones entrelazados.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 106 pp | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 234551.pdf | Versión completa de la tesis | 70.89 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |