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Gerando campos sintonizáveis para amplificadores óticos

Processo: 21/02615-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de maio de 2021
Vigência (Término): 30 de abril de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Marcelo Martinelli
Beneficiário:Gabriel Moniz Arantes
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/18834-0 - Explorando informação quântica com átomos, cristais e chips, AP.TEM
Assunto(s):Óptica quântica   Diodo laser   Laser   Amplificadores

Resumo

O objetivo final do projeto ao qual esta proposta está integrada é a geração de estados emaranhados para aplicações em processamento quântico de informação, em um sistema escalável de modos. Neste caso, para desenvolvermos amplificadores óticos com aplicações em informação quântica, a engenharia do acoplamento paramétrico é fundamental. Isto pode se dar pela modulação da estrutura do meio de ganho ou pela manipulação do campo de bombeio do amplificador paramétrico. O projeto busca desenvolver dois campos coerentes, com relações de fase bem definidas, mas com uma separação de frequências controlável na faixa de MHz. Para isso, usaremos o laser de Ti:safira como um meio amplificador para o campo gerado por um laser de diodo e controlado por um modulador acusto-ótico, formando uma configuração de oscilador mestre com amplificador de potência (MOPA - "master oscillator power amplifier"). Enquanto o laser de diodo é conhecido como uma fonte versátil de luz coerente, porém com grande excesso de ruído de fase, desenvolvemos em nosso laboratório uma nova montagem que permite gerar campos com ruído na faixa de 10 dB acima do ruído de vácuo, que pode portanto ser filtrado por uma cavidade. A saída será modulada e injetada em um laser de Ti: safira despido de seus elementos de controle. Com isso o laser amplificador irá seguir o modelo entregue pelo oscilador mestre com perdas mínimas intracavidade, fornecendo assim a potência desejada para nosso sistema de mistura de quatro ondas, que compõe o oscilador paramétrico.

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