La photonique quantique pour caractériser les matériaux

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Publié le lundi 7 janvier 2019 12:14

Grâce à l’exploitation de paires de photons intriqués, des physiciens de l’Institut de physique de Nice (INPHYNI, CNRS/Univ. Nice Sophia Antipolis) ont introduit le concept d’interférométrie quantique en lumière blanche et l’appliquent à la caractérisation ultraprécise de propriétés optiques des matériaux.

La détection de la phase optique a permis, entre autres, la détection directe des ondes gravitationnelles. La précision maximale pour la mesure d’une phase relative Φ est donnée par la limite quantique standard, δΦ ~ 1/√N, où N représente le nombre de photons utilisés pour la mesure. Du point de vue fondamental, cette limite peut être dépassée en utilisant de la « lumière quantique ». Les chercheurs ont utilisé comme source de lumière blanche quantique un laser à 780 nm pompant un cristal non linéaire. Des paires de photons intriqués en énergie-temps sont produites autour de 1560 nm avec une largeur spectrale de ∼120 nm. Les photons sont envoyés dans un interféromètre de type Mach-Zehnder fortement déséquilibré. Un bras est entièrement en espace libre (référence) et l’autre contient la fibre à tester. Les paires de photons sont mesurées grâce à un détecteur de photons uniques à une sortie et un spectromètre sensible aux photons uniques dans l’autre sortie.

Pour en savoir plus
F. Kaiser et al., Light Science & Applications (2018)

Source : Institut de physique du CNRS, www.cnrs.fr/inp

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