Covariance matrix reconstruction of nonclassical light generated in an on-chip optical parametric oscillator

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kögler, Roger Alfredo
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: eng
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-05072022-154857/
Resumo: The increasing development of novel quantum technologies encourages the research in nonclassical states sources, being quantum correlated light one of the main resources for several applications of quantum mechanics. Silicon based integrated systems present huge potential for the further development of optical quantum communication, as they are compatible with microelectronic devices and telecommunication band wavelengths. The current capability of low loss waveguides production plus strong nonlinear coefficients makes this platform ideal for the generation of nonclassical states. Integrated microcavities can be tailored to act as low threshold optical parametric oscillators, where intense signal and idler modes are easily excited. Due to the parametric character of the physical process responsible for these oscillations, strong correlations are expected between the generated modes. We use resonator assisted detection systems to reconstruct the covariance matrices of the generated continuous variables states in order to retrieve the full quantum description of the system. Up to our knowledge, this is the first full tomography of states generated in an integrated third order optical parametric oscillator operating above threshold.
id USP_fb0a790ea81f9b4aab3a9b683cf43fb2
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-05072022-154857
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Covariance matrix reconstruction of nonclassical light generated in an on-chip optical parametric oscillatorReconstrução da matriz de covariância de luz não-clássica gerada em oscilador paramétrico óptico em chipCompressão de RuídoFotônica baseada em SilícioÓptica QuânticaOptical Parametric OscillatorOscilador Paramétrico ÓpticoQuantum OpticsSilicon PhotonicsSqueezingThe increasing development of novel quantum technologies encourages the research in nonclassical states sources, being quantum correlated light one of the main resources for several applications of quantum mechanics. Silicon based integrated systems present huge potential for the further development of optical quantum communication, as they are compatible with microelectronic devices and telecommunication band wavelengths. The current capability of low loss waveguides production plus strong nonlinear coefficients makes this platform ideal for the generation of nonclassical states. Integrated microcavities can be tailored to act as low threshold optical parametric oscillators, where intense signal and idler modes are easily excited. Due to the parametric character of the physical process responsible for these oscillations, strong correlations are expected between the generated modes. We use resonator assisted detection systems to reconstruct the covariance matrices of the generated continuous variables states in order to retrieve the full quantum description of the system. Up to our knowledge, this is the first full tomography of states generated in an integrated third order optical parametric oscillator operating above threshold.O crescente desenvolvimento de novas tecnologias quânticas encoraja a pesquisa em fontes de luz não-clássica, uma vez que estados correlacionados da luz representam um dos principais recursos para aplicações de mecânica quântica. Sistemas integrados baseados em silício apresentam grande potencial para ampliação do desenvolvimento de comunicações quânticas ópticas, já que são compatíveis com dispositivos microeletrônicos e com comprimentos de onda na banda de telecomunicações. A atual capacidade de manufatura de guias de onda com baixas perdas acrescida de altos coeficientes não-lineares fazem com que essas plataformas sejam ideais para a geração de estados não-clássicos. Microcavidades integradas podem ser desenvolvidas em ordem de atuar como osciladores paramétricos ópticos com baixo limiar de oscilação. Devido ao caráter paramétrico do processo físico responsável por tais oscilações, fortes correlações entre os modos gerados são esperadas. Nós utilizamos sistemas de detecção assistidos por ressonadores para reconstruir as matrizes de covariância dos estados gerados descritos por variáveis contínuas a fim de recuperar a descrição quântica completa do sistema. Até onde sabemos, esta é a primeira tomografia completa de estados gerados em um oscilador paramétrico óptico integrado de terceira ordem operando acima do limiar.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPNussenzveig, Paulo AlbertoKögler, Roger Alfredo2022-06-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-05072022-154857/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2022-07-08T18:47:54Zoai:teses.usp.br:tde-05072022-154857Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-07-08T18:47:54Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Covariance matrix reconstruction of nonclassical light generated in an on-chip optical parametric oscillator
Reconstrução da matriz de covariância de luz não-clássica gerada em oscilador paramétrico óptico em chip
title Covariance matrix reconstruction of nonclassical light generated in an on-chip optical parametric oscillator
spellingShingle Covariance matrix reconstruction of nonclassical light generated in an on-chip optical parametric oscillator
Kögler, Roger Alfredo
Compressão de Ruído
Fotônica baseada em Silício
Óptica Quântica
Optical Parametric Oscillator
Oscilador Paramétrico Óptico
Quantum Optics
Silicon Photonics
Squeezing
title_short Covariance matrix reconstruction of nonclassical light generated in an on-chip optical parametric oscillator
title_full Covariance matrix reconstruction of nonclassical light generated in an on-chip optical parametric oscillator
title_fullStr Covariance matrix reconstruction of nonclassical light generated in an on-chip optical parametric oscillator
title_full_unstemmed Covariance matrix reconstruction of nonclassical light generated in an on-chip optical parametric oscillator
title_sort Covariance matrix reconstruction of nonclassical light generated in an on-chip optical parametric oscillator
author Kögler, Roger Alfredo
author_facet Kögler, Roger Alfredo
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Nussenzveig, Paulo Alberto
dc.contributor.author.fl_str_mv Kögler, Roger Alfredo
dc.subject.por.fl_str_mv Compressão de Ruído
Fotônica baseada em Silício
Óptica Quântica
Optical Parametric Oscillator
Oscilador Paramétrico Óptico
Quantum Optics
Silicon Photonics
Squeezing
topic Compressão de Ruído
Fotônica baseada em Silício
Óptica Quântica
Optical Parametric Oscillator
Oscilador Paramétrico Óptico
Quantum Optics
Silicon Photonics
Squeezing
description The increasing development of novel quantum technologies encourages the research in nonclassical states sources, being quantum correlated light one of the main resources for several applications of quantum mechanics. Silicon based integrated systems present huge potential for the further development of optical quantum communication, as they are compatible with microelectronic devices and telecommunication band wavelengths. The current capability of low loss waveguides production plus strong nonlinear coefficients makes this platform ideal for the generation of nonclassical states. Integrated microcavities can be tailored to act as low threshold optical parametric oscillators, where intense signal and idler modes are easily excited. Due to the parametric character of the physical process responsible for these oscillations, strong correlations are expected between the generated modes. We use resonator assisted detection systems to reconstruct the covariance matrices of the generated continuous variables states in order to retrieve the full quantum description of the system. Up to our knowledge, this is the first full tomography of states generated in an integrated third order optical parametric oscillator operating above threshold.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-06-06
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-05072022-154857/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-05072022-154857/
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815256699498397696

Registros relacionados