Mesure de paires de photons en sortie d’un résonateur optique fibré
Le domaine des télécommunications quantiques est en plein essor. Cette approche consiste à transmettre de l’information en la codant sur des photons uniques (codage en polarisation, en temps…) et à profiter de l’intrication quantique, qui apparaît naturellement pour des paires de photons générées par des effets non-linéaires. Le débit de ces liaisons est lent mais, en contrepartie, il est impossible pour un espion de venir y prélever des informations. L’application phare est donc la transmission de clés de chiffrement ou QKD (Quantum Key Distribution).
Ce stage fait suite à la réalisation, lors d’un stage 2023, d’un détecteur de photons uniques à deux voies basé sur des photodiodes à avalanche refroidies (SPAD). Il s’agit tout d’abord de mieux qualifier cet équipement : sensibilité en fonction de la tension, du nombre de photons détectés, fonctionnement sur une voie et sur deux voies simultanées… On utilisera ensuite ce détecteur pour le comptage de photons en sortie d’un composant non-linéaire. Ce composant est un résonateur optique fibré optimisé pour favoriser la non-linéarité d’ordre 3. Un laser de pompe est ajusté sur un mode du résonateur, ce qui conduit à une génération de photons sur des modes latéraux. Ces modes sont suffisamment éloignés de la pompe pour être isolés en fréquence. Le but du stage est d’identifier le seuil en puissance de pompe nécessaire à la génération de paires de photons à partir d’un laser de pompe impulsionnel. On cherchera à obtenir des conditions reproductibles pour la génération de paires de photons et à comparer différents résonateurs pour cette application. Les résonateurs étudiés sont des composants de laboratoire conçus à l’origine pour des applications d’optique non-linéaire (résonateurs fibrés Fabry-Perot) et plus spécifiquement des peignes de fréquence optiques.
Niveau : Master ou école d’ingénieur
Profil : Optique fibrée, optique quantique, électronique
Durée : 5 ou 6 mois
Encadrement : Olivier Llopis (LAAS) et Benoit Chalopin (LCAR)
Contact : llopis@laas.fr benoit.chalopin@irsamc.ups-tlse.fr