Автореферат (1104560), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Значение ℎ вычислялось для случая «ступенчатых» фазовых масок, при (, ) = 1, было получено при добавлении амплитудной огибающей на фазовую маску (, ) ̸= 1. Аналогичные величины, рассчитанные по даннымчисленного моделирования, составили ℎ = 0.86 и = 0.98.Результаты третьей главы опубликованы в работе [5].В четвертой главеисследуется квантовая интерференционная картина, возникающая при попадании бифотонного состояния на вход интерферометра Юнга.В зависимости от входного состояния√1 (|2, 0⟩ + |0, 2⟩)2(NOON) или |1, 1⟩ картинапространственных корреляций существенно изменяется.Корреляционная функция второго порядка по интенсивности и скорость счетасовпадений двух пространственно разнесенных точечных детекторов, расположенныхв координатах (1 , 1 ) и (2 , 2 ) пропорциональны квадрату модуля волновой функции.Для случая NOON состояния на входе интерферометра Юнга квадрат модуля ВФ имеет15вид:[︂]︂)︀11 (︀ 2222|(r1 , r2 )| =exp − 2 1 + 1 + 2 + 2 ×(2 2 )22]︂}︂{︂[︂2(1 + 2 ) − 2 ,1 + cosΛ2здесь параметр отвечает за характерный размер локализации квантовой интерференционной картины, – некоторая дополнительная фазовая задержка, вносимая толькодля одного из источников интерферометра Юнга, а Λ ≡– характерный период интерференции.
Необходимо отметить, что хотя выражение для Λ совпадает с периодом дляклассической интерференционной картины, наблюдаемой в схеме Юнга с расстояниеммежду источниками , фокусным расстоянием линзы и длиной волны излучения ,при этом квантовые интерференционные полосы наблюдаются в направлении 1 = 2для этого входного состояния, поэтому реальный период равен Λ/2, то есть наблюдаетсяявление сверхразрешения.При входном состоянии |1, 1⟩ квадрат модуля пространственной ВФ приобретаетвид:[︂]︂)︀1 (︀ 21222exp − 2 1 + 1 + 2 + 2 ×|(r1 , r2 )| =(2 2 )22{︂[︂]︂}︂21 + cos(1 − 2 ) .Λ2Дополнительная фаза в выражение не входит, а характерная картина квантовых интерференционных полос наблюдается в направлении 1 = −2 .Для проведения эксперимента была создана установка позволяющая плавно изменять генерируемое квантовое состояние согласно выражению:|⟩ =sin(4)√ (|2, 0⟩ + |0, 2⟩) + cos(4)|1, 1⟩,2в котором является управляющим параметром.Экспериментальное исследование пространственной структуры корреляций в дальней зоне интерферометра Юнга подтвердило уменьшение периода квантовой интерференции в два раза, также показало, что квантовая интерференционная картина для состояния |1, 1⟩ не чувствительна к дополнительной фазовой задержке, вносимой в одиниз источников.Результаты четвертой главы опубликованы в работе [4].В заключенииВ заключении диссертации сформулированы основные результаты работы:Экспериментально исследован пространственный спектр бифотонного поля, генерируемого в процессе СПР.
Было экспериментально подтверждено, что исследуемый16угловой спектр хорошо согласуется с моделью разложения по модам Шмидта, с базисными модами разложения в виде мод Эрмита-Гаусса.При помощи процедуры самокалибрующейся томографии были получены параметры «неидеальности» детектирования экспериментальной установки и восстановлены собственные значения разложения Шмидта, с учетом этих параметров.Исследовано разложение по когерентным модам для классических квазитепловыхисточников.
Было экспериментально подтверждено, что данное разложение полностьюаналогично разложению Шмидта для квантового случая.Предложен оригинальный метод калибровки детектора пространственных мод.Ключевой особенностью метода является то, что отклик детектора на какую-либо входную пространственную моду высокого порядка может быть измерен без непосредственного приготовления этой входной моды.Исследована структура пространственных корреляций, возникающая при подачебифотонного состояния на вход интерферометра Юнга. Экспериментально продемонстрировано, что квантовое интерференционное распределение от входного состояния|1, 1⟩ обладает меньшим периодом, по сравнению с классическим и является не чувствительным к разности фаз между источниками схемы Юнга, что может быть использовано в системах квантовой литографии.Список статей, опубликованных по теме диссертации1. Straupe S.S., Ivanov D.P., Kalinkin A.A., Bobrov I.B., Kulik S.P.
Angular Schmidtmodes in spontaneous parametric down-conversion // Phys. Rev. A. – 2011. – V. 83.– p. 060302.2. Straupe S.S., Ivanov D.P., Kalinkin A.A., Bobrov I.B., Kulik S.P., Mogilevtsev D.Self-calibrating tomography for angular Schmidt modes in spontaneous parametricdown-conversion // Phys. Rev.
A. – 2013. – V. 87. – p. 042109.3. Bobrov I.B., Straupe S.S., Kovlakov E.V., Kulik S.P. Schmidt-like coherent modedecomposition and spatial intensity correlations of thermal light // New Journal ofPhysics. – 2013. – V. 15. – p. 073016.4. Bobrov I.B., Kalashnikov D.A., Krivitsky L.A. Imaging of spatial correlations of twophoton states // Phys. Rev.
A. – 2014. – V. 89. – p. 043814.5. Bobrov I.B., Kovlakov E.V., Markov A.A., Straupe S.S., Kulik S.P. Tomography of17spatial mode detectors // Opt. Express. – 2015. – V. 23. – p. 649.Цитированная литература1. Brougham T., Barnett S. M. Information communicated by entangled photon pairs //Phys. Rev. A. 2012. Vol. 85, no. 3.2. Langford N. K., Dalton R. B., Harvey M.
D. et al. Measuring Entangled Qutrits andTheir Use for Quantum Bit Commitment // Physical Review Letters. 2004. Vol. 93,no. 5.3. Sharapova P., Pérez A. M., Tikhonova O. V., Chekhova M. V. Schmidt modes in theangular spectrum of bright squeezed vacuum // Physical Review A.
2015. Vol. 91, no. 4.4. Klyshko D. N., Penin A. N., Polkovnikov B. F. Parametric Luminescence and LightScattering by Polariton // Sov. Phys. JETP Lett. 1970. Vol. 11, no. 05.5. O’Sullivan-Hale M. N., Khan I. A., Boyd R. W., Howell J. C. Pixel Entanglement:Experimental Realization of Optically Entangledd=3andd=6Qudits // Physical ReviewLetters.
2005. Vol. 94, no. 22.6. Kwon O., Cho Y.-W., Kim Y.-H. Single-mode coupling efficiencies of type-II spontaneousparametric down-conversion: Collinear, noncollinear, and beamlike phase matching //Physical Review A. 2008. Vol. 78, no. 5.7. Law C. K., Eberly J. H. Analysis and Interpretation of High Transverse Entanglementin Optical Parametric Down Conversion // Physical Review Letters. 2004. Vol. 92,no.
12.8. Bandres M. A., Gutiérrez-Vega J. C. Ince–Gaussian modes of the paraxial wave equationand stable resonators // Journal of the Optical Society of America A. 2004. Vol. 21,no. 5. P. 873.9. Bentley J. B., Davis J. A., Bandres M. A., Gutiérrez-Vega J. C. Generation of helicalInce-Gaussian beams with a liquid-crystal display // Optics Letters. 2006.
Vol. 31,no. 5. P. 649.10. Hiesmayr B. C., de Dood M. J. A., Löffler W. Observation of Four-Photon OrbitalAngular Momentum Entanglement // Phys. Rev. Lett. 2016. Vol. 116, no. 7.11. Ibrahim A. H., Roux F. S., McLaren M. et al. Orbital-angular-momentum entanglementin turbulence // Physical Review A. 2013. Vol. 88, no. 1.12.
Klyshko D. N. Use of two-photon light for absolute calibration of photoelectric detectors // Soviet Journal of Quantum Electronics. 1980. Vol. 10, no. 9. P. 1112–1117.1813. Malygin A. A., Penin A. N., Sergienko A. V. Absolute Calibration of the Sensitivity ofPhotodetectors Using a Two-Photon Field // Sov. Phys.
JETP Lett. 1981. Vol. 33.P. 477–480.14. D’Ariano G. M., Maccone L., Presti P. L. Quantum Calibration of Measurement Instrumentation // Physical Review Letters. 2004. Vol. 93, no. 25.15. Brida G., Genovese M., Gramegna M. Twin-photon techniques for photo-detector calibration // Laser Physics Letters. 2006. Vol. 3, no. 3. P.
115–123.16. Polyakov S. V., Migdall A. L. High accuracy verification of a correlated-photon- basedmethod for determining photoncounting detection efficiency // Opt. Express. 2007.Vol. 15, no. 4. P. 1390.17. Mogilevtsev D., Rehacek J., Hradil Z. Relative tomography of an unknown quantumstate // Phys. Rev. A. 2009. Vol. 79, no.
2.18. Mogilevtsev D. Calibration of single-photon detectors using quantum statistics // Phys.Rev. A. 2010. Vol. 82, no. 2.19. Bra’czyk A. M., Mahler D. H., Rozema L. A. et al. Self-calibrating quantum statetomography // New Journal of Physics. 2012. Vol. 14, no. 8. P. 085003.20. Pittman T. B., Shih Y. H., Strekalov D. V., Sergienko A. V. Optical imaging bymeans of two-photon quantum entanglement // Phys. Rev.
A. 1995. Vol. 52, no. 5.P. R3429–R3432.21. Aspden R. S., Tasca D. S., Boyd R. W., Padgett M. J. EPR-based ghost imaging usinga single-photon-sensitive camera // New Journal of Physics. 2013. Vol. 15, no. 7.P. 073032.22. Abouraddy A. F., Saleh B. E. A., Sergienko A. V., Teich M. C.
Role of Entanglementin Two-Photon Imaging // Physical Review Letters. 2001. Vol. 87, no. 12.23. Gatti A., Brambilla E., Lugiato L. A. Entangled Imaging and Wave-Particle Duality:From the Microscopic to the Macroscopic Realm // Physical Review Letters. 2003.Vol. 90, no. 13.24.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
