Descripción:

El objetivo del Laboratorio de Fotónica Cuántica del CIO es diseñar e implementar circuitos cuánticos fotónicos integrados en chips de sílice, para aplicaciones de información y cómputo cuántico. Las dos principales áreas de investigación en el laboratorio son:

• Desarrollo de fuentes de luz en estado cuántico optimizado e integradas en chips, basadas en procesos paramétricos espontáneos producidos en materiales ópticos como cristales no lineales, guías de onda o fibras ópticas para su aplicación directa en protocolos de información cuántica.
• Desarrollo de circuitos fotónicos cuánticos en chips de sílice con una arquitectura de óptica integrada.

Técnicas:

• Diseño y fabricación de circuitos cuánticos fotónicos mediante la inscripción de guías de onda de sílice con sistema laser de pulsos ultracortos amplificado (Libra HE Coherent) usando el sistema de micro fabricación automatizado uFAB de Newport.
• Generación de parejas de fotones en estado cuántico optimizado en diferentes grados de libertad como polarización, frecuencia, momento transversal, tiempo, momento angular orbital, modo espacial. Las parejas de fotones se producen mediante procesos de óptica no lineal como conversión paramétrica espontánea descendente (SPDC) en cristales en bulto y en guía de onda, así como mezcla espontánea de cuatro ondas (SFWM) en fibras ópticas.
• Técnicas de detección espectrales, espaciales y temporales relacionadas con la caracterización completa de las propiedades del estado cuántico de dos fotones.

Equipo:

El laboratorio de Fotónica Cuántica del CIO cuenta con un espacio de 36 metros cuadrados adecuados y equipados con: dos mesas ópticas holográficas acopladas en configuración “L”, láseres de diodo CW operando en las longitudes de onda de 405nm, 808nm y 1500nm. Cuatro módulos fotodiodos de avalancha de silicio (APD) con 65% Q.E. en 800nm y dos módulos APD con 25% Q.E. en 1550nm para la detección de fotones individuales en el visible e IR. Etiquetador de tiempos con resolución de 81ps. Dos espectrógrafos de escaneo motorizados con resolución de 0.01nm. Plataformas de traslación lineal motorizadas de alta precisión. Módulos NIM de electrónica rápida para el conteo, conversión discriminación, retraso temporal e implementación de lógica. Osciloscopios de 200 MHz. Espectrómetro compacto CCD. Cámara CCD compacta. Cristales no lineales BBO, BIBO, PPKTP y PPLN para empatamiento de fase de tipo I o tipo II en SPDC, así como fibras ópticas convencionales y de especialidad para producción de parejas de fotones mediante SFWM. Adicionalmente, en el CIO se dispone del laboratorio de óptica ultrarrápida equipado con un sistema laser amplificado Ti:Za Libra HE de Coherent así como el sistema de micro fabricación automatizado uFAB de Newport para fabricar los circuitos cuánticos fotónicos.

Responsables del laboratorio:

Dr. Roberto Ramírez Alarcón
Email: roberto.ramirez@cio.mx
Teléfono: 441 42 00 x 279 y 366
Ubicación: Edificio H planta baja puerta 1382
Web: Dr. Roberto Ramírez Alarcón