Conversion en fréquence de photons uniques dans les fibres à cristal photonique à cœur liquide

par Thibault HarlÉ-Collette

Projet de thèse en Optique et photonique

Sous la direction de Philippe Delaye.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Ondes et Matière , en partenariat avec Laboratoire Charles Fabry (Palaiseau, Essonne) (laboratoire) , Materiaux nonlinéaires et applications (equipe de recherche) et de Institut d'optique théorique et appliquée (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    Les sources de photons corrélés ou intriqués sont des composants de base des systèmes de communication et de traitement quantique de l'information. Parmi les différentes techniques de génération des paires de photons, les structures fibrées sont particulièrement intéressantes car elles s'insèrent de manière naturelle et sans pertes dans les systèmes de télécommunications. Cela à conduit à la proposition commerciale de sources de paires de photons corrélés et intriqués générées par mélange à quatre ondes dans une fibre silice. Malgré tout ces sources voient leur qualité quantique limitée par la génération simultanée, sur une très large gamme spectrale, de photons Raman. C'est pour cela que nous avons proposé et réalisé récemment une nouvelle architecture de source de paires de photons basées sur des fibres à cœur creux rempli de liquide. Cette nouvelle structure allie les avantages de la propagation fibrée avec une absence de photon Raman liée au remplacement du cœur de silice des fibres usuelles par un cœur liquide. Les liquides ont en général des raies Raman beaucoup plus fines que celle de la silice et qui sont donc aisément placée en dehors des raies paramétriques où les paires sont générées. Cette thèse compte aller au delà de cette première démonstration en étudiant de nouvelles architecture de mélange à quatre ondes dans ces fibres permettant entre autres de réaliser la conversion en fréquence sans bruit de photons uniques.

  • Titre traduit

    Frequency conversion of single photons in liquid filled hollow core photonic crystal fibers


  • Résumé

    Sources of correlated and entangled photons are basic devices of quantum communication and information processing systems. Among the various techniques used to generate the photon pairs, fibered structures are particularly interesting since they can be naturally and losslessly inserted in telecommunication systems. This leads to the commercial proposal of correlated and entangled photon pairs sources generated through four wave mixing in silica fibers. Unfortunately these sources suffer from a reduced quantum quality due to the simultaneous generation on a very spectral band of uncorrelated Raman photons. That's why we have proposed and recently realized a new architecture that allies the advantages of the fibered propagation with an absence of the Raman photons thanks to the replacing of the silica core of usual fibers by a liquid core. Liquids generally have spectrally thinner Raman lines that silica and these thin lines can easily be placed apart the parametric lines where the correlated photons are emitted. The proposed thesis will go beyond this first demonstration work, by studying new four wave mixing architectures in these liquid core photonic crystal fibers, allowing among other to realize noiseless frequency conversion of single photons.