Homodynní detekce je mocný nástroj, který se používá v mnoha odvětvích optiky, jako jsou optické komunikace a metrologie. Tato práce se zabývá kvantovou homodynní detekcí, která se používá v kvantové optice pro měření kvantových stavů. V rámci práce byla provedena detailní charakterizace homodynního detektoru s časovým rozlišením a ukázáno jeho vyvážení a kalibrace.
Možnosti homodynní detekce jsou ukázány na charakterizaci procesu termalizace koherentních stavů. Jednomódové termální světlo může být připraveno interferencí mnoha koherentních stavů s náhodnými fázemi. V práci je ukázána dynamika přechodu mezi koherentním a termálním stavem pomocí interference dvou a čtyř koherentních stavů a jejich následného měření homodynním detektorem.
Anotace v angličtině
Homodyne detection is a powerful tool used in many fields of optics such as optical communications and metrology. This work aims at quantum homodyne detection, which is widely used in quantum optics for the measurement of quantum states. Here we perform the detailed characterization of a time-resolved quantum homodyne detector and demonstrate its balancing and calibration.
The homodyne detection is applied to the characterization of coherent state thermalization. The single-mode thermal light can be emulated by the interference of many coherent states with random phases. We show the dynamic of the transition between coherent and thermal states by mixing two and four coherent states and perform the homodyne measurement of the resulting states
Klíčová slova
homodynní detekce, homodynní tomografie, rekonstrukce kvantových stavů, termální stav, koherentní stav, korelační funkce druhého řádu, metoda maximální věrohodnosti
Homodynní detekce je mocný nástroj, který se používá v mnoha odvětvích optiky, jako jsou optické komunikace a metrologie. Tato práce se zabývá kvantovou homodynní detekcí, která se používá v kvantové optice pro měření kvantových stavů. V rámci práce byla provedena detailní charakterizace homodynního detektoru s časovým rozlišením a ukázáno jeho vyvážení a kalibrace.
Možnosti homodynní detekce jsou ukázány na charakterizaci procesu termalizace koherentních stavů. Jednomódové termální světlo může být připraveno interferencí mnoha koherentních stavů s náhodnými fázemi. V práci je ukázána dynamika přechodu mezi koherentním a termálním stavem pomocí interference dvou a čtyř koherentních stavů a jejich následného měření homodynním detektorem.
Anotace v angličtině
Homodyne detection is a powerful tool used in many fields of optics such as optical communications and metrology. This work aims at quantum homodyne detection, which is widely used in quantum optics for the measurement of quantum states. Here we perform the detailed characterization of a time-resolved quantum homodyne detector and demonstrate its balancing and calibration.
The homodyne detection is applied to the characterization of coherent state thermalization. The single-mode thermal light can be emulated by the interference of many coherent states with random phases. We show the dynamic of the transition between coherent and thermal states by mixing two and four coherent states and perform the homodyne measurement of the resulting states
Klíčová slova
homodynní detekce, homodynní tomografie, rekonstrukce kvantových stavů, termální stav, koherentní stav, korelační funkce druhého řádu, metoda maximální věrohodnosti
Cílem práce je vývoj a optická analýza homodynní detekce a její využití pro charakterizaci kvantových stavů světla. Po prvotním seznámení s koncepty kvantového popisu a koherentní detekce světla se student bude věnovat technikám justáže a optimalizace vyvážené homodynní detekce. Provede podrobnou optickou charakterizaci pulzního homodynního detektoru v časové a spektrální oblasti. Student dále aplikuje homodynní detekci na měření kvantových stavů světla s důrazem na koherentní stavy, fázově středované koherentní stavy a termální stavy. Práce bude směřovat k demonstraci procesu termalizace koherentních stavů při jejich fázově středované interferenci.
Zásady pro vypracování
Cílem práce je vývoj a optická analýza homodynní detekce a její využití pro charakterizaci kvantových stavů světla. Po prvotním seznámení s koncepty kvantového popisu a koherentní detekce světla se student bude věnovat technikám justáže a optimalizace vyvážené homodynní detekce. Provede podrobnou optickou charakterizaci pulzního homodynního detektoru v časové a spektrální oblasti. Student dále aplikuje homodynní detekci na měření kvantových stavů světla s důrazem na koherentní stavy, fázově středované koherentní stavy a termální stavy. Práce bude směřovat k demonstraci procesu termalizace koherentních stavů při jejich fázově středované interferenci.
Seznam doporučené literatury
Dle pokynů vedoucího.
Seznam doporučené literatury
Dle pokynů vedoucího.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby (OOE Bc.) 9. 6. 2023
DOSTÁL Martin
Student prezentoval svoje výsledky (cca 15 min).
Posudek vedoucího práce. Návrh hodnocení: A.
Posudek oponenta. Návrh hodnocení: A.
Zodpovězení dotazů oponenta. Oponent byl s odpověďmi spokojen.
Další dotazy:
Bylo by možné ještě zvýšit interferenční kontrast?
Proč nebyl použit termální stav z běžného tepelného zdroje?
Jaká teplota odpovídá stavu připravenému mícháním koherentních stavů?
Jakým způsobem byla zpracovávána naměřená data?
Jaké jsou možnosti randomizace fáze koherentního stavu?
Dotazy byly uspokojivě zodpovězeny.
Hodnocení komise: A