კაბელოს არალოკალურობის პრინციპი და მაღალი განზომილების სისტემის ექსპერიმენტული ტესტირება

თხევადკრისტალური სივრცითი სინათლის მოდულატორი ძირითადად შედგება თხევადკრისტალური სინათლის სარქვლის, წამყვანი დაფისა და მართვის პროგრამული უზრუნველყოფისგან. მისი მუშაობის პრინციპი ძირითადად იყენებს თხევადი კრისტალის ფოტოელექტრულ ეფექტს, რომელიც წამყვანი სიგნალის კონტროლის ქვეშ ცვლის ყუთში თხევადი კრისტალის მოლეკულაზე დატვირთულ ძაბვას, თხევადკრისტალური მოლეკულა გადახრილი და ორმაგი რეფრინგენტობა იცვლება, რითაც იცვლება წაკითხული სინათლის სივრცითი განაწილების ამპლიტუდა, ფაზა ან პოლარიზაციის მდგომარეობა. თხევადკრისტალურ სივრცით სინათლის მოდულატორს შეუძლია პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით სხვადასხვა მოდულაციის რეჟიმის განხორციელება და ეს პროგრამირებადობა მას მოქნილს ხდის სხვადასხვა გამოყენების სცენარებში გამოსაყენებლად და სხვადასხვა ოპტიკურ მოთხოვნებთან ადაპტაციისთვის. მოქნილობის, მაღალი განზომილების რეგულირებისა და მაღალი სიზუსტის გაზომვის უპირატესობების გამო, თხევადკრისტალურ სივრცით სინათლის მოდულატორს შეუძლია ეფექტურად გააუმჯობესოს ექსპერიმენტის ფუნქციონირება და მონაცემების სიზუსტე, და უზრუნველყოს ძლიერი ინსტრუმენტის მხარდაჭერა კვანტური არალოკალიზაციის შესწავლისთვის.

დისერტაციის ინფორმაცია:

ბოლოდროინდელმა მიღწევებმა ჰარდის არალოკალურობის პრინციპი გააფართოვა მრავალგანზომილებიან სისტემებზე, რათა გაძლიერებულიყო კვანტური კორელაცია. ჰარდის არალოკალურობის პრინციპთან შედარებით, კაბელოს არალოკალურობის პრინციპი (CNA) უკეთ ხსნის კვანტის არალოკალურ მახასიათებლებს. თუმცა, ღიად რჩება კითხვა, შესაძლებელია თუ არა CNA-ს მასშტაბირება თვითნებურ (k, d) სცენარებზე. ეს ნაშრომი პასუხობს ამ კითხვას თეორიულად და ექსპერიმენტულად. თეორიულად, მაღალი განზომილების მქონე CNA-სთვის ახალი ლოგიკური ჩარჩო აგებულია თავსებადობის გრაფიკის გამოყენებით, რომელიც ადასტურებს, რომ არალოკალური მოვლენების ალბათობა გაიზრდება პარამეტრის k რიცხვის და d განზომილების ზრდასთან ერთად. ექსპერიმენტულად, სივრცითი სინათლის მოდულატორის (SLM) რეკონფიგურირებადი თვისება გამოიყენება ჩახლართულობის კონცენტრაციისა და გაზომვის მისაღწევად. კერძოდ, SLM-ზე დატვირთული აალებული ფაზის ბადის დიფრაქციული ეფექტურობის რეგულირებით, საწყის მდგომარეობაში მაღალი ალბათობის ამპლიტუდის მქონე OAM რეჟიმის წონა მცირდება, ისე, რომ მომზადებული მდგომარეობა შენარჩუნებულია ოპტიმალურ კვანტურ მდგომარეობასთან შესაბამისობაში და ჩახლართულობის კონცენტრაციის და OAM სუპერპოზიციის მდგომარეობის გაზომვა ერთდროულად ხორციელდება. ამ გაზომვის სქემის მეშვეობით, ექსპერიმენტული შედეგები აჩვენებს, რომ არალოკალური მოვლენების ალბათობა სცენარში (2,4) 20.29%-ია და სცენარში (6,2) 28.72%-ია, რაც ადასტურებს მაღალგანზომილებიან სიმრავლეების კაბელოს თეორემას. ამ ნაშრომში წარმოდგენილი ნაშრომი აჩვენებს კიდევ უფრო მკვეთრ წინააღმდეგობას კვანტურ მექანიკასა და კლასიკურ თეორიას შორის, რომელიც სცილდება არალოკალურობის ალბათობის შესახებ ორიგინალური კაბელოს თეორემის საზღვრებს.

შემდეგი ექსპერიმენტული პროცესისა და შედეგების ნაწილია:

3 მმ სისქის ბარიუმის β-ბორატის (BBO) კრისტალის ტუმბოს წყაროდ გამოყენებული იქნა 355 ნმ ულტრაიისფერი რეჟიმით დაბლოკილი ლაზერი, რათა სპონტანური პარამეტრული დაღმავალი გარდაქმნის პროცესის მეშვეობით წარმოქმნილიყო 710 ნმ ფოტონის წყვილები. კრისტალის უკან მოთავსებულია გრძელი გამტარი ფილტრი (IF) ტუმბოს სხივის დასაბლოკად, შემდეგ კი არაპოლარიზებული სხივის გამყოფი (BS) გამოიყენება სიგნალის ფოტონების უმოქმედო ფოტონებისგან გამოსაყოფად. თითოეულ ქვედა გადამყვან მკლავში, ორმაგი ლინზებისგან (L1, f1 = 200 მმ და L2, f2 = 400 მმ) შემდგარი 4f სისტემა BBO-ს გამოსავალ სიბრტყეს წარმოიდგენს ორ SLMS-ზე (SLM A და SLM B, FSLM-2K70-VIS). შექმნილი ჰოლოგრამები ცალ-ცალკე იტვირთება ორ SLMS-ზე სასურველი OAM გაზომვის მდგომარეობის მოსამზადებლად და ჩახლართულობის კონცენტრაციის პროცესის განსახორციელებლად. შემდგომში, SLM ზედაპირის ერთფოტონიანი დათვლის მოდულთან დაკავშირებული ერთმოდიანი ბოჭკოს (SMF) შემავალ ზედაპირზე ხელახლა გამოსახულების მისაღებად გამოყენებული იქნა კიდევ ერთი 4f სისტემა (L3, f3 = 500 მმ და L4, f4 = 4 მმ). გარდა ამისა, ხმაურიანი ფოტონების აღმოჩენის შესამცირებლად, SMF-ის წინ განთავსებულია ორი ზოლგამტარი ფილტრი (BF), რომელთა გამტარობა 10 ნმ-ია და ცენტრალური ტალღის სიგრძე 710 ნმ. ორი ერთფოტონიანი მრიცხველის გამომავალი სიგნალები დაკავშირებულია 25 ns-იანი თანადროული დროის ფანჯრით დამთვლელი დათვლის სქემასთან.

სურ. 2 ექსპერიმენტული მოწყობილობა (ფაზური სივრცითი სინათლის მოდულატორი, მოდელი: FSLM-2K70-VIS).

.

ამ ექსპერიმენტში გამოყენებული სივრცითი სინათლის მოდულატორის პარამეტრები შემდეგია: