Interferometria quântica com cavidades
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Flavio Orlando Plentz Filho
Marcelo Paleologo Elefteriadis de Franca Santos
Paulo Américo Maia Neto
Paulo Henrique Souto Ribeiro
Marcelo Paleologo Elefteriadis de Franca Santos
Paulo Américo Maia Neto
Paulo Henrique Souto Ribeiro
Resumo
Usando a conversão paramétrica descendente espontânea do tipo I, detecção em coincidência e o interferômetro de Hong-Ou-Mandel modificado com uma cavidade de Fabry-Perot em um dos braços, nós mapeamos a distribuição temporal do fóton, um dos que foram gerados pela conversão paramétrica, que passa através da cavidade e medimos também o deslocamento do pico de sua distribuição temporal depois da cavidade, no regime onde a largura da cavidade é menor que o comprimento longitudinal de coerência do fóton.. Nós estudamos o regime oposto, isto é, onde a largura da cavidade é maior que o comprimento longitudinal de coerência do fóton, e encontramos efeitos de coalescência e anti-coalescência. O padrão das coincidências, neste regime, é formado, em geral, por picos e vales que nascem de uma plataforma de valor constante. O valor desta plataforma depende apenas dos coeficientes de transmissão t e de reflexão r dos semi-espelhos formadores da cavidade e é proporcional ao número de fótons que atravessam a cavidade. Complicamos um pouco mais, ainda no regime onde o comprimento longitudinal de coerência do fóton é menor que L, a largura da cavidade, nós colocamos duas cavidades, uma em dada braço do interferômetro e estudamos o padrão de coincidências para este caso. O padrão de coincidências é essencialmente o mesmo do caso anterior de uma só cavidade. Uma das principais diferenças é que desta vez o valor da plataforma depende também de L e não representa mais a quantidade de fótons que atravessam as cavidades. Podemos simular uma porta lógica c-not usando este aparato. Finalmente, usando a conversão paramétrica do tipo II, nós estudamos o caso de duas cavidades cujos coeficientes de transmissão dependem também da polarização dos fótons que as atravessam. Com este aparato é possível discriminar sem ambigüidades os quatro estados de Bell: y+,y-, Ø+ e Ø-.
Abstract
Using type I parametric down conversion, coincidence detection and the Hong-Ou-Mandel interferometer modified with the introduction of a Fabry-Perot cavity in one of its arms, we map the temporal distribution of the photon (one of those generated by the parametric down conversion), that pass through the cavity and we also measure the displacement of the peak of its temporal distribution after the cavity, in the photon longitudinal coherence length greater than the cavity length regime. We study the opposite regime, that is, where the cavity length is greater than the photon coherence length, and we found coalescence and anti-coalescence effects. The coincidence pattern, in this regime, is formed, in general, by peaks and dips which born from a constant value platform. The platform value depends only on the mirrors (that form the cavity) transmission and reflection coefficients, and it is proportional to the number of photons that cross the cavity. We complicated a little more, still in the cavity length greater than the photons coherence length regime, putting two cavities (each one in each of the interferometer arm), and we study the coincidence pattern for this case. The coincidence pattern is essentially the same of that found for the one cavity case. One of the main differences is that at this time the platform value depends also on the cavities lengths, and do not represents the number of the photons that cross the cavities anymore. We can simulate a C-NOT gate using this apparatus.Finally, using type II parametric down conversion, we study the case of two cavities which the transmission coefficients are polarization dependents. With this apparatus it is possible to distinguish conclusively the four Bell states: +, , _+ and _.
Assunto
Interação fótons-fótons, Interferometria quântica, Interações de fótons, Cavidade de Fabry-Perot, Física
Palavras-chave
quântica, Optica