Kann die räumliche Kohärenz in Glasfaserkabeln über die Zeit aufrechterhalten werden?

Ich forsche mit einem Doppelspaltexperiment, mit einem Strahlteiler und 2 Glasfaserkabeln, deren Enden eng zusammengebracht den effektiven Doppelspalt bilden. Ich bemerke, dass sich das Interferenzmuster im Laufe der Zeit verschiebt und vermute, dass die thermische Ausdehnung/Kontraktion die relativen Pfadlängen verändert und die Verschiebungen oder Drift verursacht, die ich sehe. Gibt es Methoden zur Aufrechterhaltung der räumlichen Kohärenz in Singlemode-Fasern? Ich scanne eine Leitung mit einem Detektor bei schwachem Signal, daher benötige ich über lange Zeiträume ein stabiles Interferenzmuster.

Außerdem verwende ich eine Interferenz erster Ordnung, um ein QM-Interferenzmuster zweiter Ordnung aus abwärtskonvertiertem Licht zu charakterisieren. Ist diese Drift ein Problem für die Position des Interferenzmusters bei Koinzidenzzählungen/Experimenten vom Typ Quantenlöscher?

Sie könnten ein stärkeres Referenzsignal bei einer anderen Wellenlänge durch beide Fasern feuern, den Phasenfehler mit einem Interferometer erkennen und einen Phasenschieber ( phoenixphotonics.com/website/products/fiber-phase-shifter.html ) in einer Faser verwenden, um a zu bauen Regelkreis. Weitere Informationen und andere wahrscheinlich viel bessere Ideen finden Sie in Phil Hobbs ausgezeichnetem Buch "Building Electro-Optical Systems".
Isolieren Sie die Faser thermisch, stellen Sie sicher, dass sie keinen Belastungen oder Vibrationen ausgesetzt ist, und lesen Sie natürlich immer Hobbs Buch!

Antworten (2)

Was die Stabilisierung der relativen Phasenverzögerung der Fasern betrifft, gibt es wirklich keine perfekte Lösung. Ihre erste Verteidigungslinie wird einfach die thermische Kontrolle sein. Stellen Sie Ihr Gerät in ein Gehäuse und warten Sie, bis sich die Temperatur stabilisiert hat, bevor Sie Messungen vornehmen. Vermeiden Sie das Ein- oder Ausschalten von Geräten, um die thermische Stabilität aufrechtzuerhalten.

Wenn das nicht funktioniert, könnten Sie noch einen Schritt weiter gehen und sich eine Art aktive Temperaturregelung zulegen. Ich gehe davon aus, dass es das ab Lager gibt.

Wenn Ihnen die thermische Kontrolle keine ausreichende Stabilität verschafft, ist möglicherweise eine Art aktives Feedback erforderlich. Wenn Sie die Randposition messen und damit einen Phasenschieber in einer der Fasern ansteuern könnten, würde das die Dinge wirklich blockieren. Wenn Ihr experimentelles Licht dafür zu schwach ist, können Sie es vielleicht mit einer anderen Wellenlänge machen und das zusätzliche Licht mit einem Bandpassfilter herausfiltern.

Nun zu der Quantenmessung, nach der Sie suchen: Die genaue Physik des Prozesses, den Sie messen, entzieht sich meiner Kenntnis, aber ich gehe von Ihrer Formulierung aus, dass Sie letztendlich den Streifenabstand, so etwas in der Art, mit einem Signal messen möchten niedrig genug, um im Einphotonenregime zu sein.

In diesem Fall sollten Koinzidenzmessungen eine stabile räumliche Korrelation zeigen, selbst wenn die Streifen driften. Wenn Sie sich also nur um Koinzidenzen und Abstände kümmern, benötigen Sie möglicherweise nicht die von mir erwähnte Stabilisierung.

Mit anderen Worten, wenn Sie Detektoren haben, die um ein ganzzahliges Vielfaches der Randperiode beabstandet sind, sollten sie stark korrelieren, unabhängig davon, ob sie gleichzeitig ein Photon zählen oder nicht. Wenn die Streifen driften, ändern sich die Zählraten, aber die Koinzidenzrate sollte (im statistischen Sinne) fest sein.

Es scheint, als hätten Sie festgestellt, dass Ihre Photonen beide Wege durchlaufen! Sie wissen nicht nur nicht, welchen Weg ein Photon durchlaufen hat, Sie wissen auch, dass es beide Wege durchlaufen hat, weil Sie Änderungen im Interferenzmuster sehen.

Vielleicht möchten Sie dies auf kontrollierte Weise tun!