Generace a detekce provázaných fotonových párů
| Thesis title in Czech: | Generace a detekce provázaných fotonových párů |
|---|---|
| Thesis title in English: | Generation and detection of entangled photon pairs |
| Key words: | Kvantová optika|Kvantové provázání |
| English key words: | Quantum optics|Entanglement |
| Academic year of topic announcement: | 2022/2023 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | čeština |
| Department: | Institute of Physics of Charles University (32-FUUK) |
| Supervisor: | RNDr. Pavel Malý, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 31.10.2022 |
| Date of assignment: | 10.11.2022 |
| Confirmed by Study dept. on: | 15.12.2022 |
| Advisors: | Mgr. Miroslav Kloz |
| Guidelines |
| 1. Seznámit se s vlastnostmi entanglovaných fotonů
2. Nastudovat metody generace entanglovaných fotonů 3. Nastudovat metody detekce entanglovaných fotonů 4. Seznámit se s parametrickou downkonverzí 5. Seznámit se s fungováním intensifikované CCD kamery 6. Generovat entanglované fotony 7. Detekovat entanglované fotony 8. Sepsat podrobnou rešerši |
| References |
| L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics, Cambridge University Press 1995
Yanhua Shih, Entangled biphoton source—property and preparation, Rep. Prog. Phys. 66 (2003) 1009–1044 Landes et al., Experimental feasibility of molecular two-photon absorption with isolated time-frequency-entangled photon pairs, Phys. Rev. Res. 3, 033154 (2021) a další odborná literatura |
| Preliminary scope of work |
| Světlo stálo u zrodu kvantové mechaniky a od té doby ji provází a hraje zásadní roli v jejím vývoji. Experimenty kvantové optiky byly použity ke zkoumání určujícího pojmu kvantové mechaniky, provázanosti částic, přičemž experimenty byly oceněny Nobelovou cenou za fyziku v roce 2022. Současná kvantová optika je vyspělým oborem, v němž se kvantové stavy světla využívají jako zdroj v komunikaci a metrologii. Novými oblastmi, kde se kvantová optika teprve začíná prosazovat, jsou zobrazování a optická spektroskopie, kde existují určité výhody oproti měření s klasickým světlem. Klíčovým zdrojem pro tyto experimenty jsou páry entanglovaných (provázaných) fotonů. V rámci této diplomové práce budou takové fotony generovány procesem spontánní downkonverze v nelineárním krystalu. Důležitou součástí práce bude prostorově rozlišená detekce entanglovaných fotonů, včetně charakterizace jejich kvantové statistiky. Práce probíhá ve spolupráci s ELI Beamlines v Dolních Břežanech, kde bude probíhat experimentální část (konzultant Miroslav Kloz). |
| Preliminary scope of work in English |
| There was light at the birth of quantum mechanics, and it has accompanied it ever since, playing an instrumental role in its development. The experiments of quantum optics were used to probe the defining concept of quantum mechanics, particle entanglement, with the experiments awarded the 2022 Nobel price in physics. Contemporary quantum optics is a mature field, with quantum states of light being used as a resource in communication and metrology. New realms where quantum optics is just starting to make its impact are imaging and optical spectroscopy, where there are certain advantages over measurements with classical light. The key resource for such experiments are pairs of entangled photons. Within this diploma work, such photons will be generated by the process of spontaneous downconversion in a nonlinear crystal. An important part of the work will be spatially-resolved detection of the entangled photons, including characterisation of their quantum statistics. The work is carried out in collaboration with ELI Beamlines in Dolni Brezany, where the experimental part will take place (consultant Miroslav Kloz). |