Gerando campos sintonizáveis para amplificadores óticos

• Processo: 21/02615-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2022
• Área de 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amplificador Paramétrico | Laser de diodo | Lasers | mistura de quatro ondas | Ótica Quântica | Ótica quântica

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.