1 Przewidywanie i pomiar widma łącznego pary fotonówWojciech Wasilewski, Piotr Kolenderski, Konrad Banaszek Zakład Fizyki Atomowej, Molekularnej i Optycznej UMK Piotr Wasylczyk, Czesław Radzewicz Laboratorium Procesów Ultraszybkich IFD UW

2 Wciąż brak dobrego źródła par i pojedynczych fotonówEksperymenty z informacją kwantową Obliczenia kwantowe Kryptografia kwantowa

3 Plan Zastosowania: co jest potrzebne?Generacja par w krysztale nieliniowym Osiągnięcia: co mamy? Opis pary fotonów Pomiar widma fotonu i pary

4 Zastosowania

5 Interferometr Hong-Ou-Mandla

6 Obiekt pożądania a b |1a|1b p|1a|1b 1|a1|b+(1-p)|00|

7 |1 foton |1c = Σck |1k Ec(x,t) =Σck exp(ik.x-iwt) | 

8 Interferometr Hong-Ou-Mandla|  |  |    -  |  |  | 

9 Interferencja dwóch fotonów

10 Kryształ nieliniowy P = ce0E + c(2)EE+…

11 Przypadek ogólny k1, w1 k3, w3 w3 =w1+ w2 k3 =k1+ k2 k2, w2Sprawność [sin(Dk L/2)/Dk]2 Dk = k3z-k1z-k2z L

12 Typowe źródła Typ I eoo

13 Typowe źródła Typ II eoe

14 Typowe źródła Typ II eoe

15 Typowe źródła Typ II eoe

16 Przypadek ogólny k1, w1 k3, w3 w3 =w1+ w2 k3 =k1+ k2 k2, w2Amplituda sin(Dk L/2)/Dk Dk = k3z-k1z-k2z L

17 Amplituda pary |w1,k1 w1+w2, k1+k2 |w2,k2 w1,k1,w2 ,k2|out =Ap(w1+w2,k1+k2) sin(Dk L/2)/Dk

18 Para w epoce światłowodóww1+w2, a1w1/c+a2w2/c a1 a2 w1,w2|out = w1|  u1(k1)|  w2|  u2(k2)|out

19 Mapa w3 w2 w1 w3 w1 w2 Amplituda sin(Dk L/2)/Dk

20 Mapa w3 w1 w2 w1,w2|out =Σ lj fj(w1)gj(w2)

21 Obiekt dostępny Σ lj|1aj|1bj a b |   l0  |  l1 |   l2

22 Obiekt dostępny Σ lj|1aj|1bj a b |  l02 |  +l12 |  +l22

23 Filtrowanie |   l0 w3 w1 w2  |  l1 |   l2

24 Mapa w3 w1 w2 w1,w2|out =Σ lj fj(w1)gj(w2)

25 Jak zmierzyć |w1,w2|out|2 ?Monochromator w1 Monochromator w2 Y. Kim, W.P. Grice Opt. Lett. 30, 908, (2005)

26 Jak zmierzyć |w1,w2|out|2 ?

27 Jak to działa? w I t1 p

28 Jak to działa? t1 t2 p1 C t2 t1 w1 w2 p2

29 Jak to działa? t2 w2 w1 t1

30 Interferogram t2 t1

31 Widmo łączne w2 w1

32 Realizacja eksperymentalna

33 A co z dyspersją? x x p x p x p ~ cos(2wx/c)+1 p ~ cos(2Dnwx/c)+1

34 A co z dyspersją? I I x x I ~ S I(w) cos(2wx/c)+1I ~ S I(w) cos(2Dnwx/c)+1 w I I

35

36 Optymalne zbieranie danychw2 t1 w1

37 Wynik

38 Przewidywanie

39 Porównanie

40 Podsumowanie Wiemy czego chcemyRozumiemy działanie istniejących źródeł Mamy narzędzie diagnostyczne Szczególne zalety pojawią się w podczerwieni WW, P. Wasylczyk, P. Kolenderski, K. Banaszek, C. Radzewicz, Opt. Lett., w druku