Полупроводниковые лазеры > Раздел для новичков
Квантовое запутывание в домашних условиях
donavi:
Собственно загорелся я попыткой повторить эксперимент по квантовому запутыванию в домашних условиях.
Гуляя на просторах ютуба наткнулся на сие видео, где представлена довольно не сложная схема по квантовому запутыванию.
quantum entanglement experiment
Как я понял вся суть закручена на том что бы измерять поляризацию отдельных фотонов.
Ключевой момент является в этой установки BBO кристалл как я понял вырезан для того что бы конвертировать UV фотоны в красные.
Не пойму почему именно был взять BBO кристалл в чем разница между KTP кристаллом и BBO кристаллом?
И не проще было взять лазер на 1064nm и конвертировать BBO кристаллом или KTP в 532nm. или тут теряется эффект генерации спутанных фотонов?
BBO second harmonic.avi
Gall:
Дьявол, как водится, в деталях. Я уже это все однажды очень подробно разъяснял. Эффект ОЧЕНЬ тонкий. Схема действительно очень простая, но заставить ее работать жутко сложно. Без глубокого знания физики (тут даже не в домашних условиях дело) вообще не удастся понять, получились ли запутанные фотоны или нет, не говоря уж о том, чтобы вообще заставить конструкцию хоть как-то работать.
Почему не KTP, а именно BBO. Чисто теоретически разницы нет. Разница практическая. У авторов не было лазера с подходящими характеристиками (читай - с хорошей когерентностью, позволяющей манипулировать отдельными фотонами). Поэтому они решили сделать такой лазер сами. Мощность требуется небольшая, и выбрана была схема параметрического генератора (это такой очень экзотический вид лазеров с лазерной накачкой). В качестве накачки используется дешевый слабенький лазер 405 нм. На таких длинах волн параметрическую генерацию проще всего делать на BBO.
Тонкость (на которой, думаю, вся идея и обломается): BBO должен быть не абы какой, а специально сделанный для этой схемы. Начать, увы, придется с изучения технологии ориентации кристаллов по методу Лауэ...
Вся остальная схема с точки зрения принципа действия - фигня полная, а вот по конструированию - увы, нет. Она вся собрана из дорогущих ($1000 за штучку) деталей, и это не просто так, а потому что очень капризна она к точности. Здесь действительно нужен хороший оптический стол и очень точные подвижки с микрометрическими винтами.
Главный вопрос, а в итоге-то что получится? Ответ: два ФЭУ зарегистрируют импульсы от двух фотонов. ВСЕ. Вот и весь итог эксперимента. Затем предстоят долгие и скучные математические выкладки, из которых, быть может, выяснится, что фотоны, оказывается, запутаны были. А может и не выяснится. Что получить-то хотите?
Как давно известно, запутанные фотоны встречаются в природе на каждом шагу. В луче любого лазера и даже в солнечном свете их до фига. Сложность состоит не в том, чтобы их ПОЛУЧИТЬ (а чего получать-то, и так, считай, на дороге валяются), а в том, чтобы их ЗАМЕТИТЬ. Вот для этого (и только для этого) требуется сложная постановка эксперимента.
И вообще, кончайте заниматься алхимией. Хотите заниматься квантовой физикой - так для начала изучите хоть основы этой физики, уравнение Шредингера решать научитесь, задачку о водородоподобном атоме разберите, уравнения Максвелла заодно... Пытаться делать вещи с красивыми названиями ради названий, не понимая их физической сути, по меньшей мере нерационально.
Gall:
P.S. Хотите получить много запутанных фотонов? Легко! Возьмите зеленую лазерную указку 532 нм. Включите. Бинго! Вы получили несколько миллионов запутанных фотонов. Правда, они щедро разбавлены обычными. Хотите в этом убедиться? Вот для этого уже потребуется капризная оптическая схема и ФЭУ.
P.P.S. Самая интересная часть в этой схеме - умение регистрировать отдельные фотоны с помощью ФЭУ. Эта штука универсальная и полезная. Вот ее я бы советовал сделать. Надо будет подобрать подходящий ФЭУ, сделать к нему корпус, питание, собрать усилитель. Корпусу надо уделить особое внимание: отдельные фотоны - это не шутка, любой случайный фотон будет регистрироваться, защита от постороннего света должна быть очень серьезной. Если же на такой ФЭУ попадет обычное комнатное освещение и тем более луч лазера, он сразу "ослепнет" и испортится - навсегда.
donavi:
Фэу это имеется в виду Photomultiplier
http://www.ebay.com/itm/Hamamatsu-Photomultiplier-Unit-E990-/161057840886?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item257fcb9ef6
http://www.ebay.com/itm/Hamamatsu-H957-05-PMT-Photomultiplier-Tube-Lincoln-Laser-Clock-Preamp-Housing-/310729045487?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item4858e4f5ef
Как же я буду с лазерного излучения регистрировать отдельные фотоны если в него светить лазером нельзя.
тогда придется разрабатывать спец оптическую схему что бы регистрировать поляризацию отдельных фотонов.
donavi:
Правильно ли я понимаю сам процесс. Спутанные фотоны двойняшки а то бывает и тройняшки никогда не будут одинаково поляризованы.
То есть если я замеряю поляризацию поляроидом у 532nm лазера с кристаллом ктр у которого изначально LD на 808nm и он поляризован линейно 500:1
то проходя через кристаллы результат получается polarization ratio 300:1. (не совсем уже линейно поляризован)
Если каждый раз спутанные фотоны имеют разницу в поляризации тогда могу ли я скажем используя зеленый лазер с ктр взять расщепитель луча разделить луч на два луча после поставить поляроиды, один будет сориентирован на Не пропускание горизонтальной поляризации а другой на Не пропускание вертикальной поляризации. И попытаться зафиксировать разницу в поляризации фотодиодами. Или обратно тут нужны супер мега APD фотодиоды.
Навигация
[0] Главная страница сообщений