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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/1957| Control in quantum optomechanical systems | |
| Christian Ventura Velázquez | |
| BLAS MANUEL RODRIGUEZ LARA BENJAMIN RAZIEL JARAMILLO AVILA | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Optomechanics Quantum Optics Control Phases | |
| Optomechanical systems are powerful devices both as experiments to answer fundamental questions related with quantum physics as for technological applications. They will enable us to observe the transition between classical and quantum physics, or purely quantum phenomena with objects at mesoscopic scale. As an example on the fundamental side, it is possible to obtain quantum behaviours of mesoscopic objects, like the quantum ground state
of the mechanical oscillator. Regarding technological applications, optomechanical systems can be incorporated on-chip for different uses, like magnetic-free circulators or isolators. In the latter example, the laser's phase is used as control parameter to produce a desired effect on optomechanical arrangements. Then, it is relevant to study optomechanical systems and the way those can be controlled in order to obtain many other interesting behaviours and applications. This thesis deals with driven optomechanical systems. These devices consist of one mechanical oscillator coupled to an electromagnetic field by radiation pressure forces. The results present two techniques to control the optomechanical open dynamics. The first technique produces robust quantum-state transfer between the mechanical and electromagnetic fields. The second is focused in effective optomechanical PT -symmetry regimes. Both techniques use characteristics of the laser. The first one relies on phase modulation of the laser while the second on its power value. The approaches to study the optomechanical open dynamics are based on quantum Langevin equations and master equation in Lindblad form. Because the system is open, part of the analysis is analytical while other results were obtained with numerical simulations.
Los sistemas optomecánicos son poderosos dispositivos tanto para responder preguntas fundamentales en la física cuántica o como para aplicaciones tecnológicas. Con éstos podríamos llegar a observar la transición entre la física clásica y la cuántica, o fenómenos puramente cuánticos con objetos a escala mesoscópica. Por el lado de fundamentos, ha sido posible obtener comportamientos cuánticos en objetos mesoscópicos, como el estado base cuántico del oscilador mecánico. Sobre aplicaciones tecnológicas, los sistemas optomecánicos pueden ser incorporados en chip para diferentes usos, como circuladores o aisladores que no necesitan campos magnéticos para funcionar. En los últimos ejemplos, la fase del láser es usada como parámetro de control para producir el efecto deseado en arreglos optomecánicos. Entonces, es relevante estudiar los sistemas optomecánicos y la forma de controlarlos para obtener muchos más comportamientos interesantes y aplicaciones. En esta tesis se trabaja con sistemas optomecánicos bombeados. Estos dispositivos consisten de un oscilador mecánico acoplado a un campo electromagnético por medio de fuerzas causadas por presión de radiación. Los resultados presentan dos técnicas para controlar la dinámica abierta del sistema optomecánico. La primera técnica produce robustez en la transferencia de estados cuánticos entre el modo mecánico y el electromagnético. La segunda se centra en regímenes optomecánicos efectivos de la simetría PT . Ambas técnicas emplean las características del láser. La primera se basa en modular de la fase del láser y la segunda en valores de la potencia. Los enfoques para estudiar la dinámica abierta del sistema emplean ecuaciones cuánticas de Langevin y la ecuación maestra de Lindblad. Dada la naturaleza abierta del sistema, parte del análisis es analítico mientras que otros resultados fueron obtenidos con simulaciones numéricas. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2019-08 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Ventura Velázquez, C., (2019), Control in quantum optomechanical systems, Tesis de Doctorado, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| ÓPTICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Óptica |
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