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Propiedades de enlazamiento espectral de parejas de fotones generadas por mezclado de cuatro ondas espontáneo en fibra óptica
KARINA GARAY PALMETT
Raúl Rangel Rojo
Acceso Abierto
Atribución
Optical fibers,Fibra óptica,Mezclado de cuatro ondas espontáneo,Correlaciones cuánticas,Estados de dos fotones
La implementación de tecnologías cuánticas modernas precisa de la disponibilidad de fuentes de luz no-clásica, las cuales pueden ser generadas por la interacción de campos electromagnéticos clásicos con materiales no-lineales, a través de procesos paramétricos. En este trabajo se presenta un estudio teórico sobre la generación de estados de dos fotones por medio del proceso de mezclado de cuatro ondas espontáneo (SFWM) en fibras ópticas, en particular en fibras de cristal fotónico. El enfoque de la investigación esta dirigido a proponer diseños de fuentes de parejas de fotones que exhiban propiedades de correlación espectral acondicionadas para su aplicación en sistemas de información y comunicación cuántica. Entre esos estados, son de gran interés los estados factorizables, libres de enlazamiento y los estados con un alto grado de correlación espectral. Los primeros son una fuente imprescindible en computación cuántica con óptica lineal, mientras que los segundos resultan ser útiles en la implementación de versiones cuánticas de tomografía óptica coherente. Se ha encontrado que la capacidad para diseñar fibras de cristal fotónico con perfiles de dispersión diferentes, conduce a un sistema flexible que permite generar estados de dos fotones en una clase amplia de regímenes de correlación espectral. Adicional al estudio de las propiedades espectrales, se han derivado expresiones para calcular la brillantez de las fuentes de parejas de fotones basadas en fibras ópticas y a partir de éstas se ha analizado la dependencia del número de fotones generados, en función de parámetros tales como la longitud de la fibra, la duración y la potencia de los pulsos de bombeo.
The implementation of modern quantum technologies requires the availability of non-classical light sources, which can be generated by the interaction of classical electromagnetic fields with non-linear media through parametric processes. This thesis presents a theoretical study of the generation of two-photon states by spontaneous four-wave mixing (SFWM) in optical fibers, particularly in photonic crystal fibers. The research focuses on proposing novel designs of photon pair sources that exhibit spectral correlation properties tailored for application in quantum information processing and quantum communication systems. Particularly, factorable two-photon states, which are characterized by the absence of correlations, and on the other hand, highly entangled two-photon states, are of great interest. The former are an essential source in linear optical quantum computing, while the latter prove to be useful in implementing quantum versions of optical coherence tomography. We found that the ability to design photonic crystal fibers with different dispersion profiles, leads to a flexible system that allows the generation of two-photon states within a broad class of spectral correlation regimes. In addition to the study of the spectral properties, expressions to calculate the brightness of the photon pair sources based on optical fibers have been derived, and from these the photon number dependence on parameters such as fiber length, pump pulse duration and power was analyzed.
CICESE
2009
Tesis de doctorado
Español
Garay Palmett, K.2009.Propiedades de enlazamiento espectral de parejas de fotones generadas por mezclado de cuatro ondas espontáneo en fibra óptica.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.168 pp.
ÓPTICA
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