מה אני חוקר – 3.8 – למה pump shaping עובד?

 בפוסט הקודם הסברנו את הרעיון של pump shaping, בו אנחנו שולחים את הpump יחד עם הפוטונים השזורים דרך האטמוספירה, וכל תהליך האופטימיזציה של הwavefront shaping קורה על הpump הקלאסי החזק, ובאופן קסום כשהקרן של הpump מתפקסת יפה, אז גם הקורלציות חוזרות להיות מתוקנות וחזקות.

במחשבה ראשונה זה מאוד מפתיע שהסיפור הזה עובד. הרי אם נשלח לייזר כחול דרך אטמוספירה, או לייזר אדום דרך אטמוספירה, אז נקבל תבניות speckles מאוד שונות! זה קורה בגלל שהתהליך של הפיזור מאוד תלוי באורך גל. אז איך זה שאנחנו מתקנים את הpump הכחול, וזה מתקן את הפוטונים האדומים?

כדי להבין את זה צריך לשים לב שמה שאנחנו מתקנים בpump זה את *העצמה* שלו, ומה שאנחנו רוצים לתקן במקרה של הפוטונים השזורים זה את *הקורלציות* שלהם. מדידת עצמה זה תהליך של פוטון אחד שצובר פאזה, אבל כשמודדים קורלציות אז צריך להתחשב בפאזה שנצברת על ידי *שני הפוטונים*. עכשיו זה אמנם נכון שפוטון אדום צובר פאזה מאוד שונה מפוטון כחול, אבל *שני פוטונים אדומים ביחד צוברים פאזה (ומתפזרים) כמו פוטון כחול אחד*.

זה מסביר למה הפיזור (וממילא גם התיקון) של העצמה של הpump והתיקון של הקורלציות של הSPDC הוא אותו הדבר. אבל הSLM שלנו שעושה את הwavefront shaping בכלל לא נוגע בפוטונים השזורים! אז מסתבר שאם הpump פוגע בגביש לא עם קרן יפה, אלא בתור קרן מורכבת עם angular spectrum מסוים – אז הangular spectrum עובר בירושה לקורלציות של הפוטונים השזורים, ולכן גם התיקון של הpump עובר בירושה לפוטונים השזורים שהוא יוצר.

נדגיש שקורה פה דבר די מדהים: אנחנו מבצעים תהליך אופטימיזציה בו SLM מעצב סיגנל קלאסי, באורך גל כחול, בעזרת מצלמה שמודדת עצמה, והתוצאה היא שאנחנו מתקנים את הקורלציות הקוונטיות, בין זוגות פוטונים באורך גל אדום! אבל זה עובד, ועכשיו אנחנו מבינים גם למה :) בשני הפוסטים הבאים נציג את התוצאות הנסיוניות שלנו שמדגימות את השיטה, ובזאת נסיים את תת הסדרה הזו.