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http://hdl.handle.net/1843/31373
Type: | Dissertação |
Title: | Mitigation of turbulence-caused random-like perturbations on down-converted photons in atmospheric links |
Other Titles: | Mitigação de perturbações aleatórias causadas por turbulência em fótons gerados por conversão paramétrica em canais atmosféricos |
Authors: | Pedro Henrique Grosman Alves |
First Advisor: | Carlos Henrique Monken |
First Referee: | Leonardo Teixeira Neves |
Second Referee: | Walber Hugo de Brito |
Abstract: | Research in optical communication through atmospheric links faces many challenges in seeking for a reliable implementation. Coherent classical light, such as a laser beam propagating through the atmosphere, suffers a significant impact on signal quality due to atmospheric turbulence. Although there are several communication techniques to mitigate signal fading in classical light, any of these techniques do not eliminate the aberrations that come from several sources. Thus, it is worth to develop new techniques to soften even more the turbulence-induced perturbations. In this work, we study an experimental setup to mitigate turbulence-induced signal fluctuations, i.e., signal fading, on entangled photon beams, which leads us to a more stable communication. Twin-photons quantum states, spontaneously produced by parametric-down conversion, were used to demonstrate experimentally that an inversion of transverse coordinates of the correlation beam is sufficient to partially eliminate the aberrations caused by turbulent airflow. Furthermore, we show that not only a coordinate inversion does mitigate turbulence effects, but it completely eliminates the wavefront tilt aberration. Our evaluation reveals that optical communication through atmospheric links could benefit from using quantum states of light. |
Abstract: | A pesquisa em comunicação óptica por meio de links atmosféricos enfrenta uma série de desafios na busca por uma implementação confiável. A luz clássica coerente, como um feixe de laser propagando-se pela atmosfera por exemplo, sofre um impacto significativo na qualidade do sinal devido à turbulência atmosférica. Embora existam várias técnicas de comunicação para mitigar o desvanecimento do sinal na luz clássica, qualquer uma dessas técnicas não elimina completamente os efeitos indesejados. Assim, vale a pena desenvolver novas maneiras para suavizar ainda mais as perturbações induzidas pela turbulência. Neste trabalho, estudamos um arranjo experimental para mitigar as flutuações de sinal induzidas pela turbulência, ou seja, o desvanecimento do sinal, em feixes de fótons emaranhados, o que nos leva a uma comunicação mais estável. Estados quânticos de fótons gêmeos, espontaneamente produzidos por conversão paramétrica, foram usados para demonstrar experimentalmente que uma inversão das coordenadas transversais do feixe de correlação é suficiente para eliminar parcialmente as perdas de sinal causadas pelo fluxo turbulento de ar. Além disso, mostramos que não apenas uma inversão de coordenadas mitiga os efeitos de turbulência, mas também elimina completamente a aberração da inclinação da frente de onda. Nossa avaliação revela que a comunicação óptica através de canais atmosféricos pode se beneficiar do uso de estados quânticos para luz. |
Subject: | Informação quântica Óptica quântica Fótons |
language: | eng |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.department: | ICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICA |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Física |
Rights: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/31373 |
Issue Date: | 23-Oct-2019 |
Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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