¿Se puede mantener la coherencia espacial en los cables de fibra óptica a lo largo del tiempo?

Estoy investigando con un experimento de doble rendija, utilizando un divisor de haz y 2 tramos de cable de fibra óptica, cuyos extremos se acercan para formar la doble rendija efectiva. Noto que el patrón de interferencia cambia con el tiempo y sospecho que la expansión/contracción térmica está cambiando las longitudes de ruta relativas y causando los cambios o la deriva que veo. ¿Existen métodos para mantener la coherencia espacial en fibras monomodo? Estoy escaneando una línea con un detector con señal baja, por lo que necesito un patrón de interferencia constante durante largos períodos de tiempo.

Además, estoy usando interferencia de primer orden para caracterizar un patrón de interferencia de segundo orden QM de luz convertida hacia abajo. ¿Es esta deriva una preocupación por la posición del patrón de interferencia en los experimentos de recuentos de coincidencias/borrador cuántico?

Podría disparar una señal de referencia más fuerte a una longitud de onda diferente a través de ambas fibras, detectar el error de fase con un interferómetro y usar un cambiador de fase ( phoenixphotonics.com/website/products/fiber-phase-shifter.html ) en una fibra para construir una bucle de control. Para obtener más información y otras ideas probablemente mucho mejores, consulte el excelente libro de Phil Hobbs "Building Electro-Optical Systems".
Aísle térmicamente la fibra, asegúrese de que no esté sujeta a tensiones ni vibraciones y, por supuesto, ¡siempre lea el libro de Hobb!

Respuestas (2)

En cuanto a estabilizar el retardo de fase relativo de las fibras, realmente no existe una solución perfecta. Su primera línea de defensa será simplemente el control térmico. Coloque su aparato en un recinto y permita que la temperatura se estabilice antes de tomar medidas. Evite encender o apagar cualquier equipo para mantener la estabilidad térmica.

Si eso no funciona, puede ir un paso más allá y obtener algún tipo de control de temperatura activo. Espero que esté disponible en el estante.

Si el control térmico no le brinda suficiente estabilidad, entonces podría ser necesario algún tipo de retroalimentación activa. Si pudiera medir la ubicación de la franja y usarla para impulsar un cambiador de fase en una de las fibras, eso realmente bloquearía las cosas. Si su luz experimental es demasiado tenue para esto, tal vez pueda hacerlo en una longitud de onda diferente y filtrar la luz adicional con un filtro de paso de banda.

Ahora, con respecto a la medición cuántica que está buscando: la física exacta del proceso que está midiendo está fuera de mi conocimiento, pero asumo por su frase que en última instancia desea medir el espacio entre franjas, nuestro algo así, con una señal lo suficientemente bajo como para estar en el régimen de un solo fotón.

En ese caso, las mediciones de coincidencia deberían mostrar una correlación espacial estable incluso cuando las franjas se desplazan, por lo que si lo único que le importa son las coincidencias versus el espaciado, es posible que no necesite la estabilización que mencioné.

En otras palabras, si tiene detectores espaciados por un múltiplo entero del período marginal, deberían correlacionarse fuertemente, independientemente de si cuentan simultáneamente un fotón o no. A medida que se desplazan las franjas, las tasas de conteo variarán, pero la tasa de coincidencia debe (en un sentido estadístico) ser fija.

¡Parece que has establecido que tus fotones van por ambos caminos! No solo no sabe qué camino atravesó un fotón, sino que sabe que atravesó ambos debido a los cambios en el patrón de interferencia que ve.

¡Es posible que desee hacer esto de una manera controlada!