Optical Cavity for Experiments in Cavity Quantum Electrodynamics
Student: Řádek Robin
Supervisor: Mgr. Michal Hejduk, Ph.D.
Stav práce:
Abstract:
Zásady pro vypracování
1. Studium literatury a sepsání rešerše na téma provázání optického rezonátoru s kvantovými stavy v něm přítomných, v pasti zachycených iontů.
2. Návrh a výroba optického rezonátoru integrovaného do aparatury s iontovou pastí.
3. Integrace piezoelektrického posuvu s rezonátorem za účelem modulace její délky a pozorování vlivu na optický signál.
Seznam odborné literatury
1. Mücke, Martin, Eden Figueroa, Joerg Bochmann, et al. “Electromagnetically Induced Transparency with Single Atoms in a Cavity.” Nature 465, no. 7299 (2010): 755–58. https://doi.org/10.1038/nature09093.
2. Schwartz, Matthew Dean. Quantum Field Theory and the Standard Model. Cambridge university press, 2014.
3. Takahashi, Hiroki, Ezra Kassa, Costas Christoforou, and Matthias Keller. “Strong Coupling of a Single Ion to an Optical Cavity.” Physical Review Letters 124, no. 1 (2020): 013602. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.013602.
4. Zhou, Hai-Tao, Yu-Peng Dai, Rui-Feng Li, Rui-Xiang Guo, Dan Wang, and Jun-Xiang Zhang. “Thermal-Motion-Induced Optical
Switching with Standing-Wave Coupled Atom-Cavity System.” JOSA B 36, no. 12 (2019): 3434–41. https://doi.org/10.1364/JOSAB.36.003434.
5. Podoliak, Nina, Hiroki Takahashi, Matthias Keller, and Peter Horak. “Comparative Numerical Studies of Ion Traps with Integrated Optical Cavities.” Physical Review Applied 6, no. 4 (2016): 044008. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.6.044008.
Upoutávka
Tato bakalářská práce nabízí příležitost ponořit se do oblasti kvantových technologií, konkrétně do studia interakce mezi optickým rezonátorem a kvantovými stavy iontů zachycených v pasti. Optické rezonátory hrají klíčovou roli v moderní kvantové optice, zejména při čtení a řízení kvantových stavů částic.
V rámci projektu se student nejprve seznámí s odbornou literaturou zaměřenou na provázání optických rezonátorů s kvantovými systémy, což poskytne teoretický základ pro další práci. Následně navrhne a vyrobí optický rezonátor, který bude integrován do experimentální aparatury s iontovou pastí. Tím vznikne platforma pro studium interakce mezi světlem a ionty.
Závěrečná část projektu se zaměří na integraci piezoelektrického posuvu, který umožní jemnou modulaci délky rezonátoru. Tato modulace bude využita k pozorování vlivu na optický signál, což může přinést nové poznatky o řízení kvantových stavů pomocí mechanických prostředků.
Práce tak propojí teoretické studium s praktickým experimentováním a nabídne cenné zkušenosti v oblasti kvantové optiky, konstrukce experimentálních zařízení a analýzy dat.