Przykładowe tematy prac magisterskich:
Kamery ze wzmacniaczem obrazu i ich zastosowanie w optyce (kwantowej)
W ostatnich latach szybki rozwój technologii umożliwił wkroczenie optyki (kwantowej) na nowy obszar. Kamery czułe na pojedyncze fotony z nanosekundową rozdzielczością czasową umożliwiają rejestrację par fotonów z rozdzielczością przestrzenną. To z kolei pozwala na łączenie efektów kwantowych z obrazowaniem i spektroskopią.
Celem projektu jest uruchomienie, charakteryzacja i wykorzystanie układu detekcji par fotonów z rozdzielczością przestrzenną i nanosekundową rozdzielczością czasową opartego na nowym rodzaju kamery ze wzmacniaczem obrazu. Wymagana będzie także optymalizacja źródła par fotonów do testów kamery. Źródło par fotonów oparte będzie na procesie spontanicznego parametrycznego podziału częstości. Podobne źródła były w ostatnich dekadach wykorzystywane w licznych eksperymentach z optyki i informacji kwantowej.
Wymagam wytrwałości w pracy laboratoryjnej i zrozumienia podstaw optyki kwantowej. Oferuję pracę z najnowocześniejszym (nawet jeszcze niedostępnym komercyjnie) sprzętem dostosowanym do szybkiej detekcji fotonów z rozdzielczością przestrzenną, uczestnictwo w ambitnym projekcie badawczym i możliwość opanowania wielu technik doświadczalnej optyki (kwantowej).
Absorpcja dwufotonowa światła kwantowego
W procesie spontanicznego parametrycznego podziału częstości (ang. spontaneous parametric down conversion, SPDC) fotony są emitowane w parach. Suma energii dwóch fotonów z pary jest równa energii fotonu pompy, co oznacza, że przy wąskopasmowej pompie, suma energii jest dobrze zdefiniowana. Dodatkowo, fotony z jednej pary są skorelowane w czasie, a czas korelacji dany jest przez ich czas spójności, który może być bardzo krótki. Umożliwia to efektywną absorpcję dwufotonową przy niskich natężeniach.
W ramach proponowanego projektu zademonstrowana zostanie użyteczność światła wygenerowanego w SPDC w spektroskopii dwufotonowej. W tym celu zostanie zaprojektowane, zbudowane i scharakteryzowane źródło SPDC umożliwiające taką spektroskopię. Źródło będzie pompowane laserem pracy ciągłej o wąskim widmie, a kryształy będą dobrane do szerokowidmowego podziału częstości. W konsekwencji, otrzymamy bardzo wąską antykorelację energii fotonów z par (o szerokości danej przez szerokość widma lasera pompującego) i wąską korelację w czasie (daną przez czas spójności pojedynczych fotonów z par).
Wymagam wytrwałości w pracy laboratoryjnej i zrozumienia podstaw optyki kwantowej. Oferuję uczestnictwo w ambitnym projekcie badawczym i możliwość opanowania najnowszych technik optyki kwantowej
Przykładowe tematy prac licencjackich:
Budowa ultrajasnego źródła par splątanych fotonów
W procesie spontanicznego parametrycznego podziału częstości (ang. spontaneous parametric down conversion, SPDC) fotony są emitowane w parach. Suma energii dwóch fotonów z pary jest równa energii fotonu pompy, co oznacza, że przy wąskopasmowej pompie, suma energii jest dobrze zdefiniowana. Dodatkowo, fotony z jednej pary są skorelowane w czasie, a czas korelacji dany jest przez ich czas spójności, który może być bardzo krótki. Umożliwia to efektywną absorpcję dwufotonową przy niskich natężeniach.
W ramach projektu zostanie zaprojektowane, zbudowane i scharakteryzowane źródło SPDC o możliwie największej jasności, co w dalszych częściach projektu (wykraczających poza pracę licencjacką) umożliwi obserwację procesów nieliniowych z udziałem splątanych fotonów. Źródło będzie pompowane laserem pracy ciągłej o wąskim widmie, a kryształy będą dobrane do szerokowidmowego podziału częstości. W konsekwencji, otrzymamy bardzo wąską antykorelację energii i fotonów z par (o szerokości danej przez szerokość widma lasera pompującego) i wąską korelację w czasie (daną przez czas spójności pojedynczych fotonów z par).
Wymagam wytrwałości w pracy laboratoryjnej i zrozumienia podstaw optyki kwantowej. Oferuję uczestnictwo w ambitnym projekcie badawczym i możliwość opanowania najnowszych technik optyki.
Pomiary przestrzennych i spektralnych własności światła kwantowego z użyciem kamery ze wzmacniaczem obrazu
W ostatnich latach szybki rozwój technologii umożliwił wkroczenie optyki (kwantowej) na nowy obszar. Kamery czułe na pojedyncze fotony z nanosekundową rozdzielczością czasową umożliwiają rejestrację par fotonów z rozdzielczością przestrzenną. To z kolei pozwala na łączenie efektów kwantowych z obrazowaniem i spektroskopią.
Celem projektu jest uruchomienie i charakteryzacja układu detekcji par fotonów z rozdzielczością przestrzenną i nanosekundową rozdzielczością czasową opartego na kamerze sCMOS ze wzmacniaczem obrazu. Do testów układu użyte zostanie źródło par fotonów oparte na procesie spontanicznego parametrycznego podziału częstości. Podobne źródła były w ostatnich dekadach wykorzystywane w licznych eksperymentach z optyki i informacji kwantowej.
Projekt jest wymagający, dlatego konieczne jest pełne zaangażowanie i gotowość do uczenia się nowych technik doświadczalnych i szybkiego przyswajania wiedzy z publikacji naukowych. Zastosowanie kamer do obserwacji zjawisk optyki kwantowej może prowadzić do ciekawych wyników i rozwinięcia nowych technik.