Questo PL ha come scopo la progettazione e la realizzazione di sorgenti versatili di luce non classica basata su conversione parametrica spontanea nell’infrarosso. In particolare, a lunghezze d’onda telecom, è possibile sfruttare le tecnologie in fibra sviluppate principalmente ai fini delle telecomunicazioni, per realizzare setup sperimentali compatti, efficienti, robusti e adatti ad essere facilmente trasportabili e integrabili in apparati più complessi, per essere utilizzati in applicazioni di sensing e comunicazione quantistica sul campo.
Inoltre verranno sviluppate e caratterizzate sorgenti coerenti nel medio infrarosso, allo scopo di raggiungere livelli di stabilità in frequenza e intensità tali da renderle adatte per applicazioni di interesse spaziale.
Abbiamo progettato e realizzato un oscillatore ottico parametrico (OPO) nel medio IR, pompato da un laser CW a 1.9 µm, con emissione quasi degenere a 3.8 µm.
Sorgenti multimodo di radiazione non classica in risonatori quadratici
Nell’ambito delle applicazioni nella comunicazione quantistica stiamo realizzando una sorgente multimodo di luce non classica a variabili continue. Nel nostro schema un laser Nd:YAG @ 1064.45 nm viene utilizzato come pompa di un cristallo nonlineare del secondo ordine di niobato di litio con poling periodico, posto all’interno di una cavità bow-tie risonante sia per la frequenza fondamentale che per la sua seconda armonica. Il processo primario di generazione della seconda armonica del laser infrarosso è seguito in cascata da un’oscillazione parametrica ottica, pompata internamente, che dà origine a due nuove frequenze intorno alla frequenza della pompa, denominate fasci gemelli. Questo sistema possiede una dinamica molto ricca, infatti attraverso successive interazioni a tre onde in cascata è possibile generare simultaneamente due pettini di frequenze ottiche, uno nella regione infrarossa e l’altro in quella visibile intorno a 532 nm. Limitandosi al regime di emissione dei fasci gemelli, abbiamo già dimostrato uno squeezing fino a -5 dB rispetto al livello dello shot noise nella differenza delle loro intensità.
E’ attualmente in corso la realizzazione di uno schema sperimentale per misurare il grado di entanglement dei fasci gemelli. A tale scopo, oltre all’analisi della quadratura di ampiezza già effettuata, è necessaria l’osservazione sperimentale della anticorrelazione delle fluttuazioni della quadratura di fase, che verrà effettuata mediante l’utilizzo di due ulteriori cavità ottiche, una per fascio gemello. Per raggiungere la sensibilità richiesta in tale tipo di misura abbiamo progettato, assemblato e testato un risonatore ottico per la riduzione del rumore di ampiezza della sorgente laser nell’intervallo di frequenze di interesse.
