Development of an ultrasensitive technique for optical characterization measurements

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Braun, Érico Motter
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/243124
Resumo: Revisamos a estrutura matemática utilizada na mecânica quântica (principalmente espaços vetoriais) para mostrar como a propriedade de não-separabilidade emerge. Neste contexto, não-separabilidade é chamada de emaranhamento quântico, e exploramos um pouco de sua história e as consequências desse conceito. Baseando-se na discussão matemática, também exploramos não-separabilidade no contexto de óptica clássica, o que recentemente despertou interesse pelo achado que correlações similares às do emaranhamento podem ocorrer mesmo com campos clássicos. Medidas fracas são então introduzidas como uma aplicação de não-separabilidade, onde o emaranhamento criado por uma interação fraca é manipulada para amplificar o valor medido. Enfim, propomos uma implementação experimental de uma medida de desvio de feixe utilizando valores fracos, capaz de medir pequenos valores do índice de refração não-linear através da amplificação de valores fracos. Além desta amplificação, encontramos uma dependência do sinal com a cintura do feixe, o que é equivalente a uma amplificação dependente da distância de propagação para feixes gaussianos.
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spelling Braun, Érico MotterCorreia, Ricardo Rego Bordalo2022-07-19T04:46:29Z2022http://hdl.handle.net/10183/243124001143842Revisamos a estrutura matemática utilizada na mecânica quântica (principalmente espaços vetoriais) para mostrar como a propriedade de não-separabilidade emerge. Neste contexto, não-separabilidade é chamada de emaranhamento quântico, e exploramos um pouco de sua história e as consequências desse conceito. Baseando-se na discussão matemática, também exploramos não-separabilidade no contexto de óptica clássica, o que recentemente despertou interesse pelo achado que correlações similares às do emaranhamento podem ocorrer mesmo com campos clássicos. Medidas fracas são então introduzidas como uma aplicação de não-separabilidade, onde o emaranhamento criado por uma interação fraca é manipulada para amplificar o valor medido. Enfim, propomos uma implementação experimental de uma medida de desvio de feixe utilizando valores fracos, capaz de medir pequenos valores do índice de refração não-linear através da amplificação de valores fracos. Além desta amplificação, encontramos uma dependência do sinal com a cintura do feixe, o que é equivalente a uma amplificação dependente da distância de propagação para feixes gaussianos.We review the mathematical structure used in quantum mechanics (namely vector spaces) to show how the property of non-separability arises. In this context, non-separability is called quantum entanglement, and we explore some of its history and the consequences of this concept. Based on a mathematical discussion, we also explore non-separability in the context of classical optics, which recently sparked interest due to the finding that entanglement-like correlations can arise even with classical fields. Weak measurements are then introduced as an application of non-separability, where the entanglement created by a weak interaction is manipulated to amplify the measured value. Finally, we propose an experimental implementation of a weak valued beam deflection measurement, capable of measuring small values of the nonlinear refractive index through the weak valued amplification. In addition to this latter amplification, we also found a dependence of our signal with the beam’s waist, which for a Gaussian beam is tantamount to an amplification with the propagation distance.application/pdfengOticaEmaranhamento quânticoFeixes GaussianosDevelopment of an ultrasensitive technique for optical characterization measurementsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de FísicaPrograma de Pós-Graduação em FísicaPorto Alegre, BR-RS2022mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001143842.pdf.txt001143842.pdf.txtExtracted Texttext/plain137376http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/243124/2/001143842.pdf.txt89a4ca5aafa90306b601b467c42c1934MD52ORIGINAL001143842.pdfTexto completo (inglês)application/pdf1857480http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/243124/1/001143842.pdfd38bd5b492e4a14befe3eec8aa8aca8aMD5110183/2431242024-09-11 06:16:55.459308oai:www.lume.ufrgs.br:10183/243124Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532024-09-11T09:16:55Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
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