Generiranje in karakterizacija prepletenih fotonov iz tekočega kristalaKlopčič, Sara (Avtor) Humar, Matjaž (Mentor) SPDCpolarizacijska tomografijanelinearna optikakvantna optikaferoelektrični nematski tekoči kristaliprepleteni fotoniNapredek v kvantni optiki je v zadnjih letih povečal potrebo po boljših izvorih prepletenih fotonov. Kot obetavni materiali za tvorbo prepletenih fotonskih parov preko spontane parametrične pretvorbe navzdol (SPDC) so se pred kratkim izka- zali feroelektrični nematski tekoči kristali (FNLC). Zaradi polarne urejenosti lahko v njih potekajo nelinearni optični pojavi drugega reda, kamor spada tudi SPDC. Za opazovanje in zaznavanje fotonskih parov smo sestavili lastno eksperimentalno postavitev. Z njo je mogoče spreminjati polarizacijo črpalnega žarka, ki vpada na vzorec. Nastalo svetlobo skolimiramo ter do detektorjev prepustimo zgolj fotone z določeno polarizacijo. Iz časovnega zamika med posameznimi zaznanimi dogodki lahko izluščimo SPDC signal. Merjenje različnih polarizacijskih stanj nam omogoča izvedbo polarizacijske tomografije, s čimer dobimo informacijo o celotnem polariza- cijskem stanju nastalih fotonskih parov. Poleg tega je postavitvi dodan še del za mikroskopijo ter merjenje signala optičnega frekvenčnega podvajanja (SHG). Delovanje in ustreznost postavitve za merjenje SPDC signala smo preverili na vzorcu kristala litijevega niobata. Ker so se rezultati meritev ujemali z rezultati iz literature, smo nadaljevali z merjenjem na tekočih kristalih. Razmerje med tokom nastalih fotonskih parov in ozadjem je bilo v skladu s teoretično napovedjo obratno sorazmerno z močjo črpalnega žarka. Ugotovili smo, da je koherenčna razdalja približno trikrat manjša od pričakovane teoretične vrednosti. Ker je namen SPDC običajno tvorba prepletenih parov fotonov, sem se v drugem delu magistrske naloge osredotočila na odvisnost prepletenosti fotonskih stanj od la- stnosti tekočekristalne celice in polarizacije črpalnega žarka. S teoretičnim modelom, ki sta ga razvila Kavčič in Sultanov [1], sem tako izračunala odvisnost prepletenosti od debeline tekočekristalne celice ter polarizacije črpalnega žarka. Rezultati modela so napovedali, da je prepletenost blizu 1 mogoče dobiti le pri zelo tankih celicah. Posledično smo zato meritve izvedli pri najmanjših debelinah naše klinaste tekoče- kristalne celice, ki so znašale približno 1.8 μm. Prepletenost fotonskega para smo spreminjali s polarizacijo črpalnega žarka. Med drugim smo tako ustvarili pare foto- nov z nizko prepletenostjo C = 0.12 ± 0.2 ter prepletene fotonske pare z zelo visoko stopnjo prepletenosti C = 0.98 ± 0.07. Po nam znanih informacijah smo bili s tem prvi v Sloveniji, ki nam je uspelo ustvariti prepletene fotone.20242024-08-24 08:15:10Magistrsko delo/naloga160262VisID: 140865COBISS_ID: 206411267sl