Source of polarization entangled photon pairs and test of Bell's inequality

Abstract

Kvantno sprezanje parova fotona od velikog je značaja u kvantnoj optici te nalazi primjenu u područjima kvantne kriptografije, kvantne teleportacije i razvoju kvantnih računala. S obzirom na brzinu prijenosa informacija i slabu interakciju sa okolinom, fotoni su idealni za brz, efikasan i siguran prijenos informacije te imaju veliku ulogu u razvoju kvantnih komunikacijskih mreža. U ovom diplomskom radu opisan je eksperimentalni postav za dobivanje polarizacijski spregnutih parova fotona valnih duljina 810 nm koji je realiziran u Istraživačkoj jedinici za fotoniku i kvantnu optiku Instituta Ruder Bošković u Zagrebu. Osim opisa realizacije postava, predstavljeni su eksperimentalni rezultati mjerenja korelacije polarizacijskih stanja spregnutih fotona te je potvrđeno narušenje Bell-ove nejednakosti u CHSH obliku od 114 standardnih devijacija od klasične granice.Quantum entanglement of photon pairs is of a great importance in the quantum optics and it is used in the fields of quantum cryptography, quantum teleportation and the development of quantum computors. Photons are perfect for a quick, efficient and secure way to transfer information considering the speed of data transfer and almost non existing interaction with it’s environment. Because of that they have a huge role in the development of quantum communication networks. This masters thesis contains a description of an experimental setup for realization of polarization entangled photon pairs of the wavelength of 810 nm. The experiment has been done at the Photonics and quantum optics research unit at the Ruder Bošković Institute in Zagreb. In addition to the description of the setup, the results of the experimental measurements of correlation of polarized states of the entangled photons have been shown. Also, the experiment confirmed the violation of Bell’s inequality in CHSH form of 114 standard deviations from the classical limit