You are hereNěkolik 3D schémat kvantově-optických experimentů

Několik 3D schémat kvantově-optických experimentů


By myska - Posted on 02 Únor 2012

Článek přináší schémata a základní popis různých zařízení používaných v laboratořích Skupiny kvantové a nelineární optiky: iCCD kamery schopné detekovat jednotlivé fotony, zdroje fotonových párů Kwiatova typu, plynového laseru a mikrofotoluminiscence. Obrázky byly vytvořeny programem Blender.

iCCD kamera: Funkční schéma intenzifikované CCD (iCCD) kamery schopné detekovat jednotlivé fotony. Vstupní fotony dopadají na fotokatodu, ze které jsou vytrženy fotoelektrony do volného prostoru. Vnitřní prostor je vakuovaný a pod napěťovým spádem. Jednotlivé elektrony jsou tedy urychleny směrem k mikrokanálkové destičce. V mikrokanálcích dochází až k tisícinásobnému zvětšení počtu elektronů díky sekundární emisi. Výstupní sprška elektronů dopadá na fluorescenční obrazovku, kde dá vzniknout světelnému záblesku. Z celé plochy je světlo (nyní už o klasických intenzitách) svedeno svazkem optických vláken na matici CCD, kde je signál zaznamenán. Tato speciální kamera se využívá pro studium korelovaných ploch páru fotonů vzniklých nelineárními procesy.

Kwiatův zdroj: Experimentální schéma pro generaci polarizačně entanglovaných párů fotonů Kwiatova typu. Korelované fotony mohou vznikat díky procesu spontánní sestupné frekvenční konverze při silném čerpání vhodného nelineárního krystalu. P,G. Kwiat navrhl schéma, jak získat nejen korelované ale zároveň i polarizačně entanglované páry, a to pomocí dvojice identických nelineárních krystalů, které jsou vůči sobě otočeny o 90 stupňů. Navíc pomocí půlvlnné (HWP) a čtvrtvlnné (QWP) fázové destičky lze nastavit míru entanglementu. Frekvenční filtr (F), clona (I), asférická čočka (L) navazující fotony do jednomového vlákna (SM fiber) zajišťují nerozlišitelnost fotonů vzniklých v jednotlivých krystalech. Entanglované fotonové pary se využívají například pro testování hradel pro zpracování kvantové informace.

Plynový laser: Funkční schéma plynového laseru. Základními prvky laseru jsou aktivní prostředí a rezonátor. Aktivní prostředí v tomto případě je nádoba s pracovním plynem, který je elektrickým výbojem vybuzen do excitovaného stavu. Při průchodu záření dochází ke stimulované emisi a zesílení světelného pole. Nádoba s plynem je zakončena sklíčky pod Brewstrovým úhlem pro minimální ztráty jedné složky polarizace. Rezonátor tvoří dvě obecně sférická zrcadla, jedno úplně odrazné, druhé částečně odrazné, aby záření mohlo vycházet ven. Dalšími prvky laseru může být clona pro příčné omezení velikosti svazku. Spektrální hranol vybírá určitou oblast spektra, pro kterou je v laseru dodržena rezonanční podmínka. Fabryův-Perotův etalon omezuje spektrum pouze na jednu frekvenci.

Mikroluminiscence: Funkční schéma mikrofotoluminiscence. Na zkoumaný vzorek dopadá fokusované záření, které excituje jen velmi malou oblast vzorku. Stejným mikroskopovým objektivem se vyzářené světlo kolimuje, pomocí dichroického zrcátka se oddělí od excitačního svazku a provádí se jeho spektrální analýza. Z průběhu naměřeného spektra lze určit některé vlastnosti měřeného vzorku.

PřílohaVelikost
3D_iCCD.jpg70.95 KB
3D_Kwiat_source.jpg121.62 KB
3D_laser.jpg38 KB
3D_microluminiscence.jpg55.1 KB