dc.contributor.author | França, Gustavo Henrique de | |
dc.date.accessioned | 2022-05-10T19:40:07Z | |
dc.date.available | 2022-05-10T19:40:07Z | |
dc.date.issued | 2022-04-29 | |
dc.identifier.citation | FRANÇA, Gustavo Henrique de. Estudo da correlação de fótons e controle óptico a partir do fenômeno da transparência eletromagneticamente induzida em cavidades para um átomo de três níveis. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16108. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16108 | |
dc.description.abstract | The ability to produce and control single photons is one of the outstanding goals of quantum optics to pave the way towards the implementation of quantum devices. In this work, we present a theoretical study on the phenomenon of electromagnetically induced transparency combined with cavity quantum electrodynamics (CEIT) to explore the control of quantum fluctuations and photon statistics of a light beam. For this purpose, we consider a system composed of a single three-level atom in Λ configuration strongly coupled to a single quantum mode of an optical cavity. The dressed states of the system and its respective energy eigenvalues were analytically calculated through the diagonalization of the interaction hamiltonian according to the Jaynes-Cummings model. Using the formalism of the master equation for open quantum systems, we obtain the temporal evolution of the expected value of the atomic and cavity field operators, which allowed us to numerically calculate the properties of the system in the steady state, such as the transmission spectrum of the system, using different parameters. The photon statistics and the quantumness of the light emitted from the cavity were featured by calculating the equal-time second-order intensity correlation function $g^{(2)}(0)$. Additionally to the photon statistics control, which can be optically tuned via the control field intensity, with $g^{(2)}(0)$ varying from sub-Poissonian to super-Poisonian behavior, the correlation function shows two well defined sub-Poissonian regions, resulting from a single-photon and a two-photon blockade. The achievable quantum control can significantly contribute to the implementation of individual or strongly correlated photon sources or devices which attenuates or amplifies the relative intensity noise of a light beam. | eng |
dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Transparência Eletromagneticamente Induzida | por |
dc.subject | Eletrodinâmica Quântica de Cavidades | por |
dc.subject | Modelo de Jaynes-Cummings | por |
dc.subject | Bloqueio de Fótons | por |
dc.subject | Estatística de Fótons | por |
dc.subject | Electromagnetically Induced Transparency | eng |
dc.subject | Cavity Quantum Electrodynamics | eng |
dc.subject | Jaynes-Cummings Model | eng |
dc.subject | Photon Blockade | eng |
dc.subject | Photon Statistics | eng |
dc.title | Estudo da correlação de fótons e controle óptico a partir do fenômeno da transparência eletromagneticamente induzida em cavidades para um átomo de três níveis | por |
dc.title.alternative | Study of photon correlation and optical control using cavity electromagnetically induced transparency for a single three-level atom | eng |
dc.type | TCC | por |
dc.contributor.advisor1 | Souza, James Alves | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2212240621620011 | por |
dc.description.resumo | A habilidade de produzir e controlar fótons individuais é hoje um dos fatores mais importantes na evolução tecnológica através da óptica quântica. Neste trabalho, apresentamos um estudo teórico sobre o fenômeno de transparência eletromagneticamente induzida (EIT - Electromagnetically Induced Transparency) combinado com eletrodinâmica quântica de cavidades (CEIT) para explorar o controle das flutuações quânticas e estatística de fótons de um feixe de luz. Para isso consideramos um sistema composto por um único átomo de três níveis em configuração Λ acoplado fortemente a um único modo do campo quântico de uma cavidade óptica. As autoenergias e autoestados do sistema foram calculados analiticamente através da diagonalização do hamiltoniano de interação segundo o modelo de Jaynes-Cummings. Utilizando o formalismo da equação mestra para sistemas quânticos abertos obtemos a evolução temporal do valor esperado dos operadores atômicos e do campo da cavidade, o que nos permitiu calcular numericamente as propriedades do sistema no estado estacionário, como o seu espectro de transmissão, utilizando diferentes parâmetros. Para a análise da estatística de fótons e do estabelecimento dos requerimentos básicos para a determinação da quanticidade da luz transmitida pela cavidade, nós consideramos o cálculo numérico da função de correlação de segunda ordem $g^{(2)}(0)$. Além do controle da estatística de fótons de sub-Poissoniana para super-Poissoniana, utilizando um parâmetro externo ao sistema dado pela frequência de Rabi de um campo clássico de controle, foi possível observar a geração de luz quântica no sistema CEIT como consequência do fenômeno de bloqueio de fótons para um e dois fótons. O controle quântico observado pode contribuir de maneira significativa para a implementação de fontes de fótons individuais ou fortemente correlacionados ou ainda dispositivos que possam atenuar ou amplificar as flutuações do campo. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | por |
dc.publisher.address | Câmpus Sorocaba | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/8289708225730733 | por |
dc.publisher.course | Física - FL-So | por |