Doctoral thesis

El objetivo principal de esta tesis es construir una fuente de luz comprimida, resonante con la transición D1 del rubidio y capaz de superar las limitaciones del sistema anterior, cuya compresión inicial era de 2,5 dB (1), que luego se mejoró a 3,2 dB (2). Según Predojevic, el valor máximo alcanzable es 10 dB (3) y lo establecemos como objetivo. El nuevo dispositivo utilizará el mismo método para compresión: conversión paramétrica espontánea descendente (SPDC por sus siglas en inglés) dentro de un oscilador paramétrico óptico (OPO), ya que ha demostrado ser el método más eficiente para generar luz comprimida (4; 5). Se prevén los siguientes objetivos:

• Elección del material no lineal óptimo para SPDC. El coeficiente no lineal χ2, el índice de refracción y otras propiedades del material afectan en gran medida el rendimiento del sistema, haciendo que la selección de un material óptimo sea el primer objetivo. Un factor determinante es la absorción infrarroja inducida por luz azul (BLIIRA por sus siglas en inglés), ya que perjudica el SPDC (6; 7). Se realizará un análisis detallado de la compresión alcanzable, con el objetivo de maximizarla para valores dados de χ2 y BLIIRA. A esto le seguirá la selección adecuada de un cristal en función del análisis mencionado y las tecnologías disponibles.
• Diseño de la geometría del resonador. El OPO funcionará por debajo del umbral en régimen degenerado (8; 9) para producir vacío comprimido a 795 nm. Estos requisitos, junto con la utilización óptima de la fuente de bombeo, definen la geometría del resonador y las características de los haces involucrados en SPDC, determinando los componentes ópticos necesarios para la conformación del haz y transmisión para garantizar una oscilación adecuada.
• Una vez obtenida la luz comprimida, se requiere un sistema de fijación de ruido cuántico (10) para controlar la compresión. En consecuencia, el diseño e implementación de dicho sistema es un objetivo clave de este trabajo y requerirá un esfuerzo significativo. Un enfoque común es el uso de controladores PID, pero usar técnicas más avanzadas podría resultar beneficioso (11; 12).
• Prueba del sistema en un conjunto atómico. Los magnetómetros bombeados ópticamente son dispositivos muy sensibles a campos magnéticos débiles (13), lo que los convierte en un banco de pruebas ideal para la luz comprimida. Se utilizará una celda con vapor de rubidio isotópicamente enriquecido para inducir transiciones atómicas D1 y medir la reducción de ruido lograda por la luz comprimida, siguiendo un procedimiento similar a (14).