Details

Autor(en) / Beteiligte

• Massaro, Marcello
• Silberhorn, Christine[Akademischer Betreuer]
• Zentgraf, Thomas[Akademischer Betreuer]

Titel

Probably one photon : = Probabilmente un fotone

Ort / Verlag

Paderborn

Erscheinungsjahr

2020

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• Hochschulschriften Visual Library - Scan2Web Hochschulschriften UB Paderborn (s2w-hsspadubpb)
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Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 21.09.2020
• Open Access
• ger: Die grundlegendste Ressource in der Quantenoptik ist unbestreitbar das Photon. Im Laufe der Jahre hat das Wachstum auf diesem Gebiet die Nachfrage nach besseren, leistungsfähigeren und maßgeschneiderten Einzelphotonenquellen erhöht, die den unterschiedlichen Anforderungen quantenoptischer Experimente gerecht werden. Diese Arbeit konzentriert sich auf Quellen mit spontaner Parametrischer Fluoreszenz (SPDC). Um ihre Reife als praktische Geräte zu betonen, wird eine SPDC-Quelle verwendet, um zu verifizieren, dass optische Metaflächen in einem hybriden quantenphotonischen System mit guter Leistung erfolgreich eingesetzt werden können. Weiterhin wird eine experimentelle Technik entwickelt und angewendet, die die Erzeugungsrate von spektral gefilterten Quellen verbessert, ohne die Zustandstreue zu beeinträchtigen. Das Konzept des \emph{Source-Multiplexing} (MUX) wird untersucht, um die probabilistische Natur der SPDC-Quellen zu überwinden. Im Detail wird auf das Zusammenspiel zwischen der Art des gewählten MUX-Schemas und der Rolle von Verlusten eingegangen und betont, wie wichtig qualitativ hochwertige Komponenten sind. Um solche MUX-Schemata zu implementieren, werden elektro-optische Modulatoren (EOM) entworfen und getestet, die in einem Zeit-MUX-Aufbau verwendet werden. Obwohl das Design nicht ausreichend gut funktioniert hat, liefert es wertvolle Daten zur Verbesserung des Designs und der Herstellung unserer EOMs im Allgemeinen. Schließlich wurde ein neues MUX-Schema entwickelt, das auf konstruierten Zeit-Frequenz-Korrelationen und in SPDC-Quellen und schnellen EOMs basiert, und über die Charakterisierung seiner wichtigsten Bauelemente berichtet. Dieses Schema, das einen Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Kompaktheit darstellt, stellt einen Schritt vorwärts auf dem Weg zur Implementierung einer MUX-Quelle für allgemeinere Zwecke dar.
• eng: The most fundamental resource in quantum optics is undeniably the photon. Over the years, the growth of the field has pushed the demand for better, more performant, and tailored single photon sources that cater to the diverse needs of quantum optics experiments. This work is centered on spontaneous parametric downconversion (SPDC) sources. To stress their maturity as practical devices, we use a SPDC source to verify that optical metasurfaces can be successfully employed in a hybrid quantum photonic system with good performance. We then devise and experimentally apply a technique that improves the generation rate of spectrally-filtered sources, without compromising state's fidelity. We then explore the concept of source multiplexing (MUX) to overcome the probabilistic nature of SPDC sources. We detail the interplay between the type of chosen MUX scheme and the role of losses, stressing how important high quality components are. In order to implement such MUX schemes, we design and test electro-optic modulators (EOM) to be used in a time MUX setup. Although the design did not perform sufficiently well, it provides valuable data to improve our EOMs design and fabrication in general. Finally, we develop a new MUX scheme based on engineered time-frequency correlations in SPDC sources and fast EOMs, and report on the characterization of its most important building blocks. This scheme, being a compromise between speed and compactness, represents a step forward towards the implementation of a more general purpose MUX source.