ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. ОПТИЧЕСКИЕ ВИХРИ 4
Глава 1.1. Введение в теорию оптических вихрей 4
Глава 1.2. Теоретические основы оптических вихрей 5
Глава 1.3. Генерация пучков с оптическими вихрями 12
Глава 1.4. Детектирование оптических вихрей 17
Глава 1.5. Приложения оптических вихрей 18
Глава 1.6. Распространение пучков с оптическими вихрями в турбулентной среде 19
Глава 2. ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР 20
Глава 2.1. Призменный ретрорефлектор 20
Глава 2.2. Принципиальная схема поляризационного интерферометра 24
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТ. 28
Глава 3.1. Эксперимент с линейной поляризацией 28
Глава 3.2. Эксперимент с круговой поляризацией 32
Глава 3.3. Эксперимент в случае однофотонного излучения 34
Глава 3.4. Выводы 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
ЛИТЕРАТУРА 38
С появлением квантовой информатики и квантовой связи в XXI веке возникла необходимость в разработке новых методов генерации, передачи и детектирования оптических сигналов. Одним из наиболее многообещающих подходов к передаче квантовой информации является использование оптических вихрей, уникальных структур света, обладающих орбитальным угловым моментом [1]. Благодаря своей способности кодировать и передавать большой объём информации, оптические вихри стали объектом интенсивных исследований в области квантовой связи и информатики. Однако генерация и детектирование оптических вихрей для вопросов квантовой информатики представляет собой сложную техническую задачу.
В моей выпускной квалификационной работе предлагается использовать поляризационный интерферометр [2] в качестве устройства для генерации оптических вихрей. В рамках данной работы был поставлен эксперимент по формированию пучков с оптическими вихрями с помощью поляризационного интерферометра для классического света с различными состояниями поляризации на входе, а также предложен эксперимент по генерации оптических вихрей для квантового света.
В ходе данной выпускной квалификационной работы были подробно рассмотрены основные свойства вихревых пучков и оптических вихрей, которые было предложено использовать для задач передачи данных и квантовой связи, приведены основные способы их генерации и детектирования (Глава 1). В Главе 2 был теоретически описан поляризационный интерферометр, который был предложен в качестве устройства для генерации вихревых пучков. Также было дано описание главной составной части поляризационного интерферометра - призменного ретрорефлектора. Ключевые результаты, полученные в ходе работы, подробно описаны в Главе 3, в которой приведён эксперимент по генерации вихревых пучков с использованием поляризационного интерферометра. В заключение предложена концепция эксперимента, распространяющего использование поляризационного интерферометра на случай квантового света.
Исследования проведены с использованием оборудования ресурсного центра Научного парка СПбГУ «Оптические и лазерные методы исследования вещества».
