Der preisgünstigste Versuchsaufbau mit SPDC, Single-Photon-Counting etc

Ich hätte gerne einen Vorschlag für eine preisgünstige Möglichkeit, mit spontaner Abwärtskonvertierung und Einzelphotonenzählung zu experimentieren. Das einfache Dual-Slit-Experiment könnte ein Teil einer Anwendung sein, obwohl es viele gibt, aber ich frage hauptsächlich nach den Schlüsselkomponenten, die ähnlich sind - der Laser, der einen SPDC-Kristall pumpt, der Kristall selbst und Photonenzähler ( die anderen standardmäßigen optischen Bankelemente, mit denen ich besser vertraut bin).

Ist beispielsweise ein 405-nm-Diodenlasermodul (blau) mit einem BBO-Kristall der richtige Weg, und was ist für Detektoren zu verwenden - sind Avalance-Fotodioden gut genug? Welche Qualität muss der Laser haben (Wellenlängenstabilität etc)?

Ich weiß, dass es ein Journal of American Physic Teachers oder so etwas gibt, das ab und zu Artikel über diese grundlegenden Versuchsaufbauten enthält, aber ich dachte, ich frage hier, falls jemand in einem Labor (mit begrenzter Finanzierung :) mit einem guten Aufbau arbeitet könnte einige Ideen teilen.

Wenn dies viele Antworten erhält, sollte es in einen Community-Wiki-Eintrag umgewandelt werden, denke ich.

Da ich die Einzelheiten des Experiments, nach dem Sie fragen, nicht kenne, kann ich keine gute Antwort geben. Anständige Quanteneffizienzen für hohe optische Frequenzen sind mit PMTs leicht zu erreichen, aber sie können zu viel werden. Mehrkanalplatten sind billiger, aber Sie verlieren etwas QE. Und hast du schon mal an ein blankes CCD gedacht? Das ist wahrscheinlich das billigste Instrument, das es gibt.
Ich möchte grundsätzlich, dass Geräte in der Lage sind, einige der grundlegenden Experimente mit Einzelphotoneninterferenz durch eine interferenzfreie Messung mit zwei Schlitzen in einem Interferometer usw. zu reproduzieren. Einige erfordern natürlich kein Downconversion-Setup, aber ich möchte es trotzdem so viel Equipment wie möglich wiederzuverwenden, wenn ich das später brauche. Es gibt zum Beispiel einige 4-Kanal-APD-Geräte. Es muss nicht superbillig sein, aber es sollte eine gute, brauchbare Ausrüstung sein.

Antworten (2)

Die traditionelle Methode ist mit einer Photomultiplier-Röhre oder PMT. Diese sind sehr teuer, aber leicht zu erkennen, und Sie könnten versuchen, bei den Auktionen an der örtlichen Forschungsuniversität herumzuhängen, um zu sehen, was dabei herauskommt.

Moderner ist die Avalanche-Fotodiode oder APD. Erstaunlicherweise hat mein Lieblingselektroniklieferant, Digikey, sie zu diesem Zeitpunkt so billig wie 942 $. Diese sind bei der Auktion möglicherweise schwerer zu erkennen (da sie ziemlich klein sind).

Keine Angst, dies ist eine weitere Alternative. Der Hersteller der Digikey APDs ist Advanced Photonix Inc , die sie nur über Digikey anbietet , zumindest laut ihrer Website.

Wenn ich ein aufstrebender junger Wissenschaftler wäre, könnte ich erwägen, API zu kontaktieren und zu sehen, ob sie bereit wären, mir eine APD mit „Lötmuster“ (außerhalb der Spezifikation) zu leihen. Bevor ich sie kontaktiere, würde ich Folgendes tun:

(1) Holen Sie sich das Datenblatt für das gängigste und günstigste Teil .

(2) Studieren Sie das Datenblatt ausreichend, um das Teil vollständig zu verstehen.

(3) Entwerfen Sie eine Schaltung, die das Teil so verwendet, dass es nicht beschädigt wird.

(4) Senden Sie das vorgeschlagene Design über das Kontaktformular an einen Vertriebs-/Support-Ingenieur von API .

(5) Gebet anwenden.

(6) Wenn es nicht funktioniert hat, wiederholen Sie es mit einem anderen APD-Hersteller.


Die traurige Tatsache des Engineerings ist, dass die Vertriebsmitarbeiter kostenlose Muster an Ingenieure verschenken, die sie fast nie verwenden. Wenn Sie zufällig jemanden in einer Branche kennen, die APDs verwendet, hat er möglicherweise einige auf seinen Schreibtischen herumliegen, die ihm nicht weniger wichtig sind. Ich wäre bereit zu wetten, dass es LHC-Ingenieure / Physiker gibt, die ein paar herumliegen hätten.

Um einen zu bekommen, könnten Sie erwägen, Ihre Kontakte zu verwenden, um jemanden zu finden, der mit Ihnen verbunden ist und an einem der Beschleuniger arbeitet. Wenn Sie an einer großen Schule sind, sollte es einfach sein, Google zu verwenden, um einen Prof zu finden, der an einer Zusammenarbeit teilnimmt.

Danke Carl, einige sehr nützliche Erfahrungen, die du hier teilst! Darf ich fragen, ob Sie denken, dass APDs genug QE und ausreichend niedrige Dunkelzahlen haben, um brauchbare Ergebnisse aus korrelierten Einzelphotonenerkennungen zu extrahieren? Ich meine, das übliche Signal/Idler -> Detektor-Setup, das Sie in vielen veröffentlichten Experimenten sehen. Ich denke, die Antwort ist ja, wie ich sie in den EQ-Listen einiger gesehen habe. Eine andere Sache, die mich stört, ist die Qualität des Lasers, die Linienbreite muss offensichtlich klein genug sein, ist dies der Hauptunterschied, der Diodenlaser für die Quantenoptik unterscheidet?
Hmm, es scheint, als würden Sie stärker vorgespannte APDs für die Verwendung mit einzelnen Photonen benötigen, die Löschtypen. Ich habe diesen (frei verfügbaren) Artikel gefunden, der einen der experimentellen Aufbauten beschreibt, die ich nachbauen wollte, zusammen mit einer Liste von Materialien: people.whitman.edu/~beckmk/QM/grangier/Thorn_ajp.pdf
@Björn; Gut! Ich denke, Sie wissen bereits mehr über APDs als ich. Das bedeutet, dass Sie auf dem besten Weg sind, das zu bekommen, was Sie brauchen. Alles, was ich beitragen kann, ist eine kurze Beschreibung der Humantechnik, die helfen könnte. Bitte halten Sie uns über Ihre Fortschritte auf dem Laufenden.
Hier ist ein kurzes Papier http://spie.org/etop/ETOP2005_006.pdf, das einen Bell-Ungleichungsaufbau beschreibt, der in einem Studentenlabor verwendet wird. Andere ausführlichere Papiere sind für denselben Aufbau verfügbar, aber sie sind auf Französisch.
@Bjorn: Die folgenden Referenzen sind auf Französisch: Was den Schülern gegeben wird, ist paristech.iota.u-psud.fr/site.php?id=63&fileid=957 (p117 des pdf) und das Experiment wird französischen Physiklehrern beschrieben in institutoptik.fr/content/download/1093/7847/file/… . Diese Experimente werden in der Graduiertenschule Institut D'Optique durchgeführt. Auf dieser Seite finden Sie die Kontakt-E-Mail des Lehrers, der das Experiment aufgebaut hat institutoptique.fr/formation/Ingenieur-Grande-Ecole/…
Man kann überschüssige PMTs für weniger als 100 $ kaufen ...

Das Undergrad-Labor in Berkeley sollte eine konkurrenzfähig günstige Einrichtung haben. Hier ist das Wiki . Möglicherweise können Sie sich an den Laborleiter wenden, um weitere Informationen zu erhalten, die hier zu finden sind .

Wie in der letzten Antwort vorhergesagt, sind es APDs und BBOs.