• No results found

Cover Page The handle

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Cover Page The handle"

Copied!
7
0
0

Bezig met laden.... (Bekijk nu de volledige tekst)

Hele tekst

(1)

Cover Page

The handle http://hdl.handle.net/1887/25981 holds various files of this Leiden University dissertation.

Author: Yorulmaz, Saime Çiğdem Title: Beyond photon pairs

Issue Date: 2014-06-10

(2)

Beyond photon pairs

Saime C¸ i ˘gdem Yorulmaz

(3)
(4)

Beyond photon pairs

P

ROEFSCHRIFT

ter verkrijging van

de graad van Doctor aan de Universiteit Leiden, op gezag van Rector Magnificus prof. mr. C. J. J. M. Stolker,

volgens besluit van het College voor Promoties te verdedigen op dinsdag 10 juni 2014

klokke 13:45 uur door

Saime C¸ i ˘gdem Yorulmaz geboren te Denizli, Turkije

in 1983

(5)

Promotiecommissie:

Promotor: Prof. dr. E. R. Eliel Co-promotor: Dr. M. J. A. de Dood

Leden: Prof. dr. K. S. E. Eikema (Vrije Universiteit Amsterdam) Dr. S. F. Pereira (Technische Universiteit Delft) Prof. dr. J. M. van Ruitenbeek

Prof. dr. G. Nienhuis Dr. M. P. van Exter

The research reported in this thesis was conducted at the ‘Leids Instituut voor Onderzoek in de Natuurkunde’ (LION). This work is a part of the research program of the ‘Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie’ (FOM), which is financially supported by the Netherlands Organization for Scientific Research (NWO).

An electronic version of this dissertation is available at the Leiden University Repository (https://openaccess.leidenuniv.nl).

Casimir PhD series, Delft-Leiden 2014-11 ISBN: 978-90-8593-186-7

(6)

Contents

1 Introduction 1

1.1 Quantum states of light . . . 1

1.2 High-dimensional quantum states . . . 2

1.3 Spontaneous parametric down-conversion . . . 4

1.4 Second-harmonic generation in PPKTP . . . 5

1.4.1 Phase matching . . . 5

1.4.2 Quasi-phase matching . . . 7

1.5 Two-photon field of parametric down-conversion . . . 9

1.6 Thesis outline . . . 11

2 Characterization of pulsed parametric down-conversion in PPKTP crystals 15 2.1 Introduction . . . 16

2.2 Phase matching in pulsed down-conversion . . . 16

2.3 Experimental characterization of a pulsed SPDC source . . . . 20

2.4 Conclusion . . . 27

3 Spatially entangled four-photon states from a PPKTP crystal 31 3.1 Introduction . . . 32

3.2 Stimulated emission of spatially entangled four-photon states 33 3.2.1 Experimental investigation of four-photon quantum correlations . . . 35

3.2.2 Experiment . . . 35

3.2.3 Quantum correlations at the two-photon level and number of Schmidt modes . . . 37

3.2.4 Observation of quantum correlations of four-photon states in the spatial degrees of freedom . . . 39

v

(7)

Contents

3.3 Conclusion . . . 44

4 The role of spatial and temporal modes in pulsed parametric down- conversion 47 4.1 Introduction . . . 48

4.2 Properties of four-photon states produced by parametric down-conversion . . . 49

4.2.1 Estimating the number of modes . . . 50

4.3 Experiment . . . 54

4.4 Results and Discussion . . . 56

4.4.1 Four-photon visibility in the spatial and temporal domain 56 4.4.2 Universal expression for visibility . . . 56

4.4.3 Spatial and temporal walk-off . . . 59

4.4.4 Joint spatial distribution of four-photon states . . . 61

4.5 Conclusion . . . 64

5 Photon pairs, double pairs, and quadruples in pulsed parametric down-conversion 69 5.1 Introduction . . . 70

5.2 Quantum states generated by pulsed parametric down- conversion . . . 71

5.3 Quantum state detection schemes . . . 73

5.4 Experiment . . . 75

5.4.1 Calculation of single and coincidence rates . . . 78

5.4.2 Observation of a single-mode four-photon state . . . . 80

5.4.3 Quadruples vs. double pairs . . . 85

5.5 Conclusion . . . 88

Summary 91

Samenvatting 97

Curriculum Vitae 103

List of publications 105

Acknowledgement 107

vi

Referenties

GERELATEERDE DOCUMENTEN

In summary, we have presented experimental results on entanglement properties of scattered photon pairs for three varieties of optical scattering systems.. Numerical simulation for

KVB= Kortdurende Verblijf LG= Lichamelijke Handicap LZA= Langdurig zorg afhankelijk Nah= niet aangeboren hersenafwijking. PG= Psychogeriatrische aandoening/beperking

We show that the phase-matching conditions can be used as a tool to enhance the azimuthal Schmidt number and to flatten the spectral profile, allowing the efficient production

De ACM heeft echter geen aanwijzingen dat zij geen goede schatter heeft voor de kosten van kwaliteitsconversie per eenheid volume.. Daarom komt zij tot de conclusie dat zij wel

De historische PV gemeten op de transportdienst achtte de ACM representatief voor de verwachte PV op de aansluitdienst.. De transportdienst vertegenwoordigt het grootste deel van

This works very well for the azimuthal modes, but for radial modes, complications occur: For instance, the finite acceptance angle of the single-mode fiber becomes prob- lematic,

geïsoleerd te staan, bijvoorbeeld het bouwen van een vistrap op plaatsen waar vismigratie niet mogelijk is omdat de samenhangende projecten zijn vastgelopen op andere

The spatial reconstruction of the fourth-order correlation function Vproj共␳− ; z兲 is obtained by combining a longitudinal translation of the crystal with transverse scans of