Hanbury Brown-Twiss intenzitás-interferométer fejlesztése
A BME Atomfizika Tanszék a Kvantuminformatikai Nemzeti Laboratórium projekt keretein belül időben korrelált tulajdonságokat mutató összefonódott fotonpár-forrásokat tervez és valósít meg. Ilyen források elengedhetetlen részét képezik a kvantum-kriptográfiai hálózatoknak, valamint a jövőben lehetővé tehetik a kvantumszámítógépek összekapcsolását, így egyre fontosabbá válik ezen eszközök alapos tanulmányozása, valamint a lehető leghatékonyabb forrás megalkotása.
A tanszék munkatársainak fő célja, hogy jól ismert paraméterekkel rendelkező összefonódott fotonpár-forrásokat állítsanak elő, melyhez elengedhetetlen ezen paraméterek mérésére alkalmas megbízható eljárások kidolgozása. Az egyik fontos jellemzője az egyfoton- vagy fotonpár-forrásoknak a kibocsátott fotonok időbeli statisztikája, melyet intenzitás- illetve beütésszám-korreláció útján lehet meghatározni. Az én feladatom az erre a célra alkalmas Hanbury Brown-Twiss (HBT) intenzitás-interferométerek megismerése és kísérleti megvalósítása volt [1].
Munkám során először megismertem a másodrendű korrelációs függvény és a HBT kísérletek közti kapcsolatot [2]. A kvantumos fényforrások esetén a klasszikus intenzitásmérés helyett a beérkező fotonok számát fotonszámláló detektorokkal lehet meghatározni, ezért dolgozatomban azt is bemutatom, hogy a mért beütésszámokból hogyan határozható meg az intenzitáskorreláció.
Összeállítottam egy egyfoton-detektorokat, időbélyegző elektronikát, valamint passzív optikai elemeket tartalmazó HBT interferométert, mely általánosan alkalmazható kis intenzitású források másodrendű korrelációs függvényének mérésére. A berendezés megépítése és tesztelése után kidolgoztam több különböző spektrális teljesítménysűrűségű (egyenlőre) klasszikus fényforrás fizikailag működő modelljét, szem előtt tartva, hogy ezen források koherenciaideje az általam használt műszerek által felbontható tartományba essen. Tanulmányoztam a modell-fényforrásokon mért korrelációs függvények tulajdonságait, és eredményeimet összevetettem a szakirodalomból ismert összefüggésekkel.
A klasszikus fényforrások minősítésére kifejlesztett elrendezést a jövőben kvantumos fényforrások (például a tanszéken előállított fotonpár-források) fotonstatisztikájának mérésére tervezem használni.
Irodalom:
1. Mark Fox, „Quantum Optics – An introduction”, Oxford University Press, Oxford (2006).
2. Rodney Loudon, „The quantum theory of light”, vol. 3, Oxford University Press, Oxford (2000).
