Provázané fotony a jejich interakce s biologickými strukturami

Abstract

V této práci se zabýváme experimentálními metodami naměření Bellových nerovností u kvantově provázaného fotonového páru, který je provázán skrze polarizační stupeň volnosti. Provázané páry generujeme pomocí dvou BBO krystalů, v nichž dochází k jevu s názvem spontánní sestupná frekvenční parametrická konverze. Fotony, které jsou generovány tímto způsobem, se snažíme zachytit pomocí single photon counter detektorů. Práce se podrobně věnuje stavbě dvou experimentálních aparatur na potvrzení Bellových nerovností a na generaci a detekci provázaných fotonů. Podrobně je zde rozepsána stavba automatických polarizátorů na servo motorech, které jsou ovládány Arduinem, a dále je zde uvedena stavba koincidenční jednotky pro čtyři detektory. V práci je popsáno hledání polohy, ve které detektor snímá maximum provázaných fotonů, a která závisí na mnoha parametrech. Parametry jsou v práci načrtnuty a rozebrány, stejně tak jejich ladění. V závěru se věnujeme popisu toho, jak bychom do budoucna chtěli aparaturu vylepšit a jakým chybám se při dalších měřeních vyvarovat.

This thesis is intended to explore experimental methods of measuring Bell inequalities in a quantum-entangled photon pair, which is connected through polarization degree of freedom. Entangled couples are generated using two BBO crystals, in which the phenomenon called spontaneous parametric conversion occurs. Photons that are generated this way are detected by using single photon counter detectors. This thesis is devoted to the construction of two experimental apparatuses to confirm Bell inequalities and to the generation and detection of entangled photons. Details of construction of automatic polarizers on servo motors, which are controlled by Arduino, are described. Furthermore, the construction of a coincidence unit for coincidence for four detectors is described. The thesis describes the positioning, in which the detector detects the maximum count for entangled photons, and that depends on many parameters. Parameters are sketched and analyzed as well as their debugging. In conclusion is described how to improve the device in the future and how to avoid errors in further measurements.