Наиболее экономичная экспериментальная установка, включающая SPDC, счет одиночных фотонов и т. д.

Я хотел бы предложить недорогой способ экспериментировать со спонтанным преобразованием с понижением частоты и подсчетом одиночных фотонов. Простой эксперимент с двумя щелями может быть частью приложения, хотя их много, но я в основном спрашиваю о ключевых компонентах, которые похожи — лазер, который накачивает кристалл SPDC, сам кристалл и счетчики фотонов ( другие стандартные элементы оптической скамьи, с которыми я более знаком).

Например, подходит ли модуль диодного лазера 405 нм (синий) с кристаллом BBO и что использовать для детекторов - достаточно ли хороши фотодиоды Avalance? Каким качеством должен обладать лазер (стабильность длины волны и т. д.)?

Я знаю, что есть журнал американских учителей физики или что-то в этом роде, в котором время от времени публикуются статьи, посвященные этим фундаментальным экспериментальным установкам, но я подумал, что спрошу здесь на случай, если кто-нибудь, кто работает в лаборатории (с ограниченным финансированием :) с хорошей установкой могли бы поделиться некоторыми идеями.

Если это получит много ответов, я думаю, его следует превратить в вики-запись сообщества.

Поскольку я не знаю подробностей эксперимента, о котором вы спрашиваете, я не могу дать хороший ответ. Достойную квантовую эффективность для высоких оптических частот легко получить с помощью ФЭУ, но они могут быть слишком большими. Многоканальные пластины дешевле, но вы теряете некоторое QE. И вы рассматривали голый CCD? Это, наверное, самый дешевый инструмент.
Я в основном хочу, чтобы оборудование могло воспроизводить некоторые из фундаментальных экспериментов с однофотонной интерференцией посредством двухщелевых, интерференционных измерений в интерферометре и т. д. Некоторые, конечно, не требуют настройки преобразования с понижением частоты, но я все же хотел бы чтобы повторно использовать как можно больше оборудования, если оно мне понадобится позже. Например, доступны некоторые 4-канальные устройства APD. Это не обязательно должно быть сверхдешевым, но это должно быть хорошее, пригодное для использования оборудование.

Ответы (2)

Традиционный метод — с фотоумножителем или ФЭУ. Они очень дорогие, но их легко узнать, и вы можете попробовать побродить по аукционам в местном исследовательском университете, чтобы посмотреть, что получится.

Более современным является фотодиод Avalanche или APD. Удивительно, но у моего любимого поставщика электроники, Digikey, в настоящее время они есть всего за 942 доллара. Их может быть сложнее найти на аукционе (поскольку они довольно маленькие).

Не бойтесь, это еще одна альтернатива. Производитель APD Digikey — компания Advanced Photonix Inc , которая предлагает их только через Digikey , по крайней мере, согласно их веб-сайту.

Если бы я был начинающим молодым ученым, я мог бы подумать о том, чтобы связаться с API и узнать, готовы ли они одолжить мне «образец припоя» (не соответствующий спецификации) APD. Прежде чем обращаться к ним, я бы сделал следующее:

(1) Получите лист данных для их наиболее распространенной и дешевой детали .

(2) Достаточно изучить техпаспорт, чтобы полностью понять деталь.

(3) Разработайте схему, в которой деталь будет использоваться таким образом, чтобы не повредить ее.

(4) Отправьте предложенный проект инженеру по продажам / поддержке API, используя его контактную форму .

(5) Применить молитву.

(6) Если это не сработало, повторите попытку с другим производителем APD.


Печальный факт инженерной мысли заключается в том, что торговые представители раздают бесплатные образцы инженерам, которые почти никогда ими не пользуются. Если вы знаете кого-то в отрасли, которая использует APD, у них могут быть некоторые сидящие за столом, на которые им наплевать. Я готов поспорить, что есть инженеры/физики LHC, у которых есть несколько завалявшихся поблизости.

Чтобы получить его, вы можете использовать свои контакты, чтобы найти кого-то, кто связан с вами и работает на одном из коллайдеров. Если вы учитесь в большой школе, вам будет легко использовать Google, чтобы найти профессора, который сотрудничает.

Спасибо, Карл, очень полезный опыт, которым ты делишься здесь! Могу ли я спросить, считаете ли вы, что APD имеют достаточно QE и достаточно низкое количество темных импульсов, чтобы извлекать полезные результаты из коррелированных однофотонных обнаружений? Я имею в виду обычную настройку сигнал/холостой ход -> детектор, которую вы видите во многих опубликованных экспериментах. Я думаю, что да, поскольку я видел их в некоторых списках эквалайзеров. Еще одна вещь, которая меня беспокоит, это качество лазера, ширина линии, очевидно, должна быть достаточно малой, является ли это основным отличием диодных лазеров от квантовой оптики?
Хм, похоже, вам нужны более сильно смещенные APD для однофотонного использования, типа гашения. Я нашел эту (свободно доступную) статью, в которой описывается одна из экспериментальных установок, которые я хотел воссоздать, а также список материалов: people.whitman.edu/~beckmk/QM/grangier/Thorn_ajp.pdf .
@Бьорн; Хороший! Я думаю, что вы уже знаете больше об APD, чем я. Это означает, что вы находитесь на правильном пути к получению того, что вам нужно. Все, что я могу предложить, — это краткое описание человеческой инженерии, которая может помочь. Пожалуйста, держите нас в курсе вашего прогресса.
Вот короткая статья http://spie.org/etop/ETOP2005_006.pdf, описывающая установку неравенства Белла, используемую в студенческой лаборатории. Другие более подробные документы доступны для той же установки, но они на французском языке.
@Bjorn: Следующие ссылки даны на французском языке: Студентам предоставляется paristech.iota.u-psud.fr/site.php?id=63&fileid=957 (стр. 117 pdf), а эксперимент описан французским учителям физики. на institutoptique.fr/content/download/1093/7847/file/… . Эти эксперименты проводятся в аспирантуре Института оптики. На этой странице у вас есть контактный адрес электронной почты учителя, который построил эксперимент institutoptique.fr/formation/Ingenieur-Grande-Ecole/…
Излишки ФЭУ можно купить менее чем за 100 долларов...

У студенческой лаборатории Беркли должна быть конкурентоспособная дешевая установка. Вот вики . Вы можете связаться с руководителем лаборатории для получения дополнительной информации, которую можно найти здесь .

Как и предсказывалось в последнем ответе, это APD и BBO.