Inovace v kvantové detekci: Vývoj stabilizace laseru pro ionizaci atomů vápníku

Student: Jelínek Adam
Vedoucí: Mgr. Michal Hejduk, Ph.D.
Stav práce: zadaná

Anotace:
Zapojte se do průkopnického výzkumu zaměřeného na vývoj kvantového detektoru založeného na v pasti levitující elektrony tím, že pro nás vyvinete systém stabilizace polovodičového laseru. Tato bakalářská práce vás zavede do jádra kvantové fyziky a laserové technologie, kde budete hrát klíčovou roli ve vývoji a implementaci regulačního mechanismu založeného na PID regulátoru a vlnoměru. Cílem je dosáhnout vysoké úrovně přesnosti a stability vlnové délky laseru určeného k ionizaci atomů, což je kritický předpoklad pro efektivní generování iontů vápníku. Tyto ionizované atomy vápníku jsou následně chlazeny pomocí speciálně nastavených laserů, což umožňuje jejich efektivní zachycení v iontových pastech. Vaše práce tak přispěje k základním stavebním kamenům pro vývoj nových kvantových detektorů založených na levitujících elektronech, vzniklých fotoionizací těchto chlazených iontů. Tento projekt nabízí unikátní příležitost prozkoumat a překonat technické výzvy spojené se stabilizací laserů v kontextu kvantové manipulace a detekce. Vaše práce tak nejen obohatí vaše technické a teoretické znalosti v oblasti kvantové fyziky, ale také přispěje k pokroku v praktickém využití kvantových technologií. Staňte se součástí týmu, který posouvá hranice možného v kvantové detekci a manipulaci. Připojte své síly k výzkumníkům, kteří jsou na čele vývoje technologií umožňujících novou éru v kvantových výpočtech, komunikaci a metrologii. Vaše úsilí o vývoj stabilizovaného laseru pro ionizaci atomů vápníku je klíčovým krokem k realizaci přesných a efektivních kvantových experimentů, otevírajících dveře k novým objevům a aplikacím.

Zásady pro vypracování

1. Vypracování literární rešerše zaměřené na současné metody stabilizace polovodičových laserů, principy PID regulace a jejich aplikace v kvantové fyzice a technologii. 2. Seznámení se s koncepty fotoionizace laserem chlazených iontů a využití levitujících elektronů v kvantových detektorech. 3. Navržení regulačního systému pro stabilizaci laseru založeného na PID regulátoru. 4. Experimentální zhodnocení funkčnosti regulátoru.

Seznam odborné literatury

1. Siegman, A. E. Lasers. (University Science Books, Mill Valley, California, 1986). 2. Foot, C. J. Atomic Physics. (Oxford University Press, Oxford ; New York, 2005). 3. Carney, D., Häffner, H., Moore, D. C. & Taylor, J. M. Trapped Electrons and Ions as Particle Detectors. Phys. Rev. Lett. 127, 061804 (2021). 4. Introduction to PID Controllers : Theory, Tuning and Application to Frontier Areas. (IntechOpen, 2012).