Séminaire de Nicolas Joly

Nicolas Joly , Max Planck Institute for the Science of Light/Friedrich-Alexander-Universität, Erlangen (Germany)

Fibres microstructurées pour l’optique quantique

Les fibres à cristal photonique (PCF) sont une plateforme idéale pour toutes sortes d'expériences d'optique non linéaire et donc pour la génération de paires de photons et de faisceaux jumeaux, grâce à la possibilité de modeler leur non-linéarité et leur dispersion. Nous présenterons dans cet exposé plusieurs applications des fibres PCFs pour la génération et la manipulation de sources quantiques.

Dans un premier temps, nous montrerons la génération de paires de photons accordables générés dans une fibre à noyau suspendu remplie d’argon [1]. Nous verrons ensuite que si on utilise une fibre creuse, le gaz peut servir de gain au processus. En utilisant un gaz rare, monoatomique, on peut même se prémunir de la diffusion Raman qui provient de vibrations moléculaires aléatoires et qui produit un bruit indésirable et dégrade la qualité des sources à base de fibres. On peut concevoir des sources de photons corrélés dont les fréquences sont facilement accordables. Les photons générés peuvent être distants de plus d’une octave [2,3].

Plutôt que de vouloir immuniser notre système au bruit provenant de la diffusion Raman, nous verrons que si l’on prépare les vibrations moléculaires de manière cohérente, la diffusion Raman stimulée peut être utilisée pour la conversion de photons uniques. Le phénomène est linéaire et nécessite que l’accord de phase soit vérifié. Nous avons récemment démontré la conversion de la fréquence de photon uniques de 125 THz, tout en préservant les corrélations de la paire intriquée originale [4].

[1] J. Hammer, et al., Phys. Rev. Res., 2, 012079 (2020)

[2] M. Finger, et al., PRA 95, 053814 (2017)

[3] S. Lopez-Huidobro, et al., Opt. Lett. 46, 4033 (2021)

[4] R. Tyumenev, et al., Science, 376, 621 (2022)