La configuración experimental más rentable que involucra SPDC, conteo de fotones individuales, etc.

Me gustaría una sugerencia sobre una forma rentable de experimentar con conversión descendente espontánea y conteo de fotones individuales. El experimento simple de doble rendija podría ser una parte de una aplicación, aunque hay muchas, pero principalmente estoy preguntando sobre los componentes clave que son similares: el láser que bombea un cristal SPDC, el cristal en sí y los contadores de fotones ( los otros elementos de banco óptico estándar con los que estoy más familiarizado).

Por ejemplo, ¿es un módulo de láser de diodo de 405 nm (azul) el camino a seguir, con un cristal BBO, y qué usar para los detectores? ¿Son los fotodiodos de avalance lo suficientemente buenos? ¿Qué tipo de calidad debe tener el láser (estabilidad de longitud de onda, etc.)?

Sé que hay un Diario de profesores de física estadounidenses o algo que tiene artículos que cubren estas configuraciones experimentales fundamentales de vez en cuando, pero pensé en preguntar aquí en caso de que alguien trabaje en un laboratorio (con fondos limitados :) con una buena configuración podría compartir algunas ideas.

Si esto obtiene muchas respuestas, supongo que debería convertirse en una entrada wiki de la comunidad.

Como no conozco los detalles del experimento sobre el que está preguntando, no puedo darle una buena respuesta. Las eficiencias cuánticas decentes para frecuencias ópticas altas son fáciles de obtener con los PMT, pero pueden funcionar mucho. Las placas multicanal son más baratas, pero pierdes algo de QE. ¿Y ha considerado un CCD desnudo? Ese es probablemente el instrumento más barato que existe.
Básicamente, quiero que el equipo pueda reproducir algunos de los experimentos fundamentales con la interferencia de un solo fotón a través de una medición sin interacción de doble rendija en un interferómetro, etc. Algunos no requieren una configuración de conversión descendente, por supuesto, pero aún me gustaría para reutilizar tanto equipo como sea posible si lo necesito más adelante. Hay algunos dispositivos APD de 4 canales disponibles, por ejemplo. No es necesario que sea súper barato, pero debe ser un equipo bueno y utilizable.

Respuestas (2)

El método tradicional es con tubo fotomultiplicador o PMT. Estos son muy costosos pero se reconocen fácilmente y puede intentar pasar el rato en las subastas en la universidad de investigación local para ver qué sale.

Más moderno es el fotodiodo Avalanche o APD. Sorprendentemente, mi proveedor de productos electrónicos favorito, Digikey, los tiene , en este momento tan baratos como $ 942. Estos pueden ser más difíciles de detectar en la subasta (ya que son bastante pequeños).

No temas, esta es otra alternativa. El fabricante de los APD de Digikey es Advanced Photonix Inc , que los ofrece solo a través de Digikey , al menos según su sitio web.

Si yo fuera un joven científico aspirante, podría considerar contactar a API y ver si están dispuestos a prestarme una "muestra de soldadura" (fuera de especificación) APD. Antes de contactarlos haría lo siguiente:

(1) Obtenga la hoja de datos de su parte más común y más barata .

(2) Estudie la hoja de datos lo suficiente como para comprender completamente la pieza.

(3) Diseñe un circuito que utilice la pieza de manera que no la dañe.

(4) Envíe el diseño propuesto a un ingeniero de soporte/ventas de API utilizando su formulario de contacto .

(5) Aplicar la oración.

(6) Si no funcionó, repita con otro fabricante de APD.


El triste hecho de la ingeniería es que los representantes de ventas regalan muestras gratis a los ingenieros que casi nunca las usan. Si conoce a alguien en una industria que usa APD, es posible que tenga algunos sentados en sus escritorios que no podrían importarle menos. Estaría dispuesto a apostar que hay ingenieros/físicos del LHC que tendrían algunos por ahí.

Para obtener uno, podría considerar usar sus contactos para encontrar a alguien relacionado con usted que trabaje en uno de los colisionadores. Si estás en una gran escuela, debería ser fácil usar Google para encontrar un profesor que esté colaborando.

¡Gracias Carl, una experiencia muy útil que compartes aquí! ¿Puedo preguntarle si cree que los APD tienen suficiente QE y recuentos oscuros lo suficientemente bajos como para extraer resultados utilizables de las detecciones de fotones únicos correlacionados? Quiero decir, la configuración habitual de señal/reposo -> detector que se ve en muchos experimentos publicados. Supongo que la respuesta es sí, ya que los he visto en las listas de ecualización de algunos. Otra cosa que me molesta es la calidad del láser, el ancho de línea obviamente tiene que ser lo suficientemente pequeño, ¿es este el punto principal que diferencia a los láseres de diodo para la óptica cuántica?
Hmm, parece que necesita APD más sesgados para el uso de un solo fotón, los tipos de extinción. Encontré este artículo (disponible gratuitamente) que describe una de las configuraciones experimentales que quería recrear, junto con una lista de materiales: people.whitman.edu/~beckmk/QM/grangier/Thorn_ajp.pdf
@Bjorn; ¡Bien! Creo que ya sabes más sobre APD que yo. Esto significa que está bien encaminado para obtener lo que necesita. Todo lo que puedo contribuir es una breve descripción de la ingeniería humana que podría ayudar. Por favor, manténganos informados de su progreso.
Aquí hay un breve artículo http://spie.org/etop/ETOP2005_006.pdf que describe una configuración de desigualdad de Bell utilizada en un laboratorio de pregrado. Hay otros documentos más detallados disponibles para la misma configuración, pero están en francés.
@Bjorn: Las siguientes referencias están en francés: lo que se les da a los estudiantes es paristech.iota.u-psud.fr/site.php?id=63&fileid=957 (p117 del pdf) y el experimento se describe a los profesores de física franceses. en institutoptique.fr/content/download/1093/7847/file/… . Esos experimentos se establecen en la escuela de posgrado del Institut D'Optique. En esta página, tiene el correo electrónico de contacto del profesor que construyó el experimento institutoptique.fr/formation/Ingenieur-Grande-Ecole/…
Uno puede comprar excedentes de PMT por menos de $100...

El laboratorio de pregrado de Berkeley debería tener una configuración económica competitiva. Aquí está la wiki . Es posible que pueda comunicarse con el gerente del laboratorio para obtener más información, que se puede encontrar aquí .

Como se predijo en la última respuesta, son APD y BBO.