Продукция ⟩ Оптические системы и ПО ⟩ Демонстрационные наборы ⟩ Квантовое распределение ключей
Лабораторный комплект "Генерация запутанных пар фотонов"
- Сборка и юстировка экспериментального стенда
- Запись и чтение голографических изображений небольших статических объектов
- Эксперимент
- Эксперимент
- Эксперимент
- Эксперимент
лабораторный комплект
Генерация запутанных пар фотонов
Источники запутанных пар фотонов — важный исследовательский инструмент квантовой оптики, предназначенный для генерации пар частиц с квантово-запутанными состояниями. Наибольшее распространение в настоящее время имеют источники запутанных фотонов на основе спонтанного параметрического рассеяния в нелинейных кристаллах, таких как, например, β-борат бария (BBO).
Основу генерации составляет расщепление фотона высокой энергии (накачки) на два фотона с коррелированными свойствами: энергией, импульсом, поляризацией. Источники запутанных фотонов лежат в основе систем квантовых вычислений, коммуникаций, криптографии, широко используются для фундаментальных исследований.
Принцип работы стенда
Для генерации запутанных фотонов используется твердотельный узкополосный лазер накачки с длиной волны 405 нм и монокристалл BBO. Узкополосность излучения лазера является критическим условием, поскольку напрямую влияет на время когерентности спонтанного параметрического рассеивания и, как следствие, на характеристики источника запутанных пар. При этом достаточная мощность лазерного излучателя составляет несколько десятков милливатт.
Кристалл BBO толщиной 3 мм вырезан таким образом, чтобы угол между нормалью к поверхности и оптической осью составлял около 29°. В таком случае при накачке нормально падающим пучком света рассеянное излучение с длиной волны 810 нм образует конус с углом полураствора приблизительно 3°.
Для детектирования запутанных фотонов применяются однофотонные детекторы, настроенные на длину волны 810 нм. Для улучшения отношения сигнал-шум перед детекторами устанавливаются оптические фильтры с полосой пропускания не шире 10 нм.
Система оборудована вспомогательным лазерным излучателем с длиной волны 638 нм, предназначенным для упрощения юстировки и настройки. Для проведения экспериментов по однофотонной интерференции перед одним из детекторов также установлен интерферометр Маха-Цендера с зеркалом на пьезоэлементе.
Кристалл BBO толщиной 3 мм вырезан таким образом, чтобы угол между нормалью к поверхности и оптической осью составлял около 29°. В таком случае при накачке нормально падающим пучком света рассеянное излучение с длиной волны 810 нм образует конус с углом полураствора приблизительно 3°.
Для детектирования запутанных фотонов применяются однофотонные детекторы, настроенные на длину волны 810 нм. Для улучшения отношения сигнал-шум перед детекторами устанавливаются оптические фильтры с полосой пропускания не шире 10 нм.
Система оборудована вспомогательным лазерным излучателем с длиной волны 638 нм, предназначенным для упрощения юстировки и настройки. Для проведения экспериментов по однофотонной интерференции перед одним из детекторов также установлен интерферометр Маха-Цендера с зеркалом на пьезоэлементе.
Комплектация лабораторного комплекта "Генерация запутанных пар фотонов"
Оптомеханика JCOPTIX
MMM-1T – Двухосевое кинематическое крепление
- Для установки оптики диаметром Ø25,4 мм
- Фиксация оптики стопорным кольцом
2 шт
TWP20H-405P – Полуволновая пластина
- Рабочая длина волны: 405 нм
- Чистая апертура: 20 мм
1 шт
MMR-1T – Поворотное крепление оптики
- Для установки оптики диаметром Ø25,4 мм
- Монтажное отверстие: M4
3 шт
OPPF1-VIS – Тонкопленочный линейный поляризатор
- Диапазон длин волн: 400-700 нм
- Чистая апертура: 20 мм
1 шт
OPPF1-NIR – Тонкопленочный линейный поляризатор
- Диапазон длин волн: 700-1700 нм
- Чистая апертура: 20 мм
1 шт
OMM1-A2– Зеркало с металлическим покрытием
- Диапазон длин волн: 450 нм-20 мкм
- Диаметр: 25,4 мм
5 шт
OSB2555-T2– Неполяризующая светоделительная пластина
- Диапазон длин волн: 400-700 нм
- Коэффициент разделения: 50:50
1 шт
OSB2555-T3– Неполяризующая светоделительная пластина
- Диапазон длин волн: 700-1100 нм
- Коэффициент разделения: 50:50
2 шт
MMM-1 – Двухосевое кинематическое крепление
- Для установки оптики диаметром Ø25,4 мм
- Фиксация оптики винтами
9 шт
MM5P-1T – Пятиосевое кинематическое крепление
- Для установки оптики диаметром Ø25,4 мм
- Ход по осям X, Y: ±1 мм, по оси Z: 6,4 мм
2 шт
FAC2-780-PC – Оптоволоконный коллиматор FC/PC
- Рабочая длина волны: 780 нм
- Выходной пучок Ø2 мм
2 шт
FADT-11 – Адаптер для коллиматора
- Внутренний диаметр: Ø11 мм, внешняя резьба SM1
- Длина: 15 мм
2 шт
MMF-1A – Крепление с внутренней резьбой SM1
- Для установки оптики Ø25,4 мм
- Монтажное отверстие: М1
2 шт
MRR40-300 – Оптический рельс 40 мм
- Крепление "ласточкин хвост"
- Длина: 300 мм
2 шт
MRP40-3 – Платформа для рельса 40 мм
- Размер: 40 мм × 32 мм
- Монтажные отверстия: М6, М4
4 шт
MRP40-2 – Платформа для рельса 40 мм
- Размер: 40 мм × 12,7 мм
- Монтажные отверстия: М6, М4
2 шт
MBH-75C – Поворотные держатели стоек Ø12,7 мм
- Длина: 75 мм
- Вращение на 360°
12 шт
FADT-20 – Адаптер для коллиматора
- Внутренний диаметр: Ø20 мм, внешняя резьба SM1
- Длина: 15 мм
2 шт
OMM05-S1– Зеркало с металлическим покрытием
- Диапазон длин волн: 450 нм-20 мкм
- Диаметр: 12,7 мм
1 шт
BBO кристалл Thorlabs
NLCQ3 – BBO кристалл, параметрическая генерация
- Угол оптической оси (θ): 29,2°
- Тип синхронизма: I
- Длина волны накачки: 405 нм
- Длина волны сигнального / холостого пучков: 810 нм / 810 нм
1 шт
Лабораторный комплект "Генерация запутанных пар фотонов"
Схема экспериментальной установки
Возможные эксперименты
- Проверка квантовой запутанности через тесты Белла и измерение корреляций поляризации
- Исследование временных характеристик пар (анализ задержек, временной синхронизации
- Демонстрация квантовой интерференции (опыты с интерферометром Маха-Цендера для одиночных фотонов)
- Реализация протоколов квантовой криптографии (BB84, E91)
