Explication de la génération de lumière squeezée (ou "comprimée")

[invitea2e53836]

Bonjour,

j'aurai aimé savoir si quelqu'un pouvait m'expliquer de manière claire comment on peut générer de la lumière squeezée, je suis intéressé plus particulièrement par la méthode utilisant un OPO (Optical Parametric Oscillator).

J'ai compris à peu près ce qu'est la lumière squeezée notamment grâce à des schémas de ce genre :



Selon l'inégalité de Heisenberg le produit des variances (ou écart type je sais plus) de deux observables est plus grand ou égale à une certaine constante (h barre/2). La contrainte étant fixée sur le produit et non sur les variances prises séparément, on peut réduire l'incertitude sur un des paramètres à condition d'augmenter l'autre pour ne pas violer l'inégalité, notamment dans le graphique on a par exemple la variance de l'amplitude sur un axe et la variance de la phase sur l'autre. Si on dit que la phase est en abscisse alors le squeezing donne une ellipse réduisant l'incertitude sur la phase en augmentant celle sur l'amplitude, l'inverse est aussi faisable. Au final ça permet de repousser la limite quantique standard dans les interféromètres haute précision type les détecteurs d'ondes gravitationnelles LIGO ou Virgo. (question facultative ici : quand on parle de "squeezed vacuum states", c'est pareil sauf qu'en fait on se trouve sur la frange noire de l'interféromètre ?)

Mon problème, c'est que je ne comprend pas malgré des descriptions (plus ou moins mathématiques) comment générer de la lumière squeezée ? je sais qu'une méthode est d'utiliser un cristal non linéaire inséré dans une cavité de type bow-tie le tout étant appelé OPO pour Optical Parametric Oscillator mais je ne comprend absolument pas comment en sortie d'un truc de ce genre (qui d'après ce que j'ai compris est en gros l'inverse d'un doubleur de fréquence, c'est à dire qu'il prend un photon de fréquence 2f pour en générer 2 chacun à la fréquence f) on obtient cet état quantique particulier de lumière squeezé ?
Si quelqu'un a une explication "simple" je suis preneur.

Merci d'avance
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[invitea2e53836]

N'ayez pas peur de répondre

[Deedee81]

Salut,

J'avais lu un article sur ça mais il y a une éternité et je ne me souviens plus vraiment de la technique utilisée. Donc indices pour essayer d'aider.

Ici :
https://en.wikipedia.org/wiki/Squeezed_coherent_state
Tu as toute la théorie
Et en cherchant sur le net on trouve facilement divers schémas pratiques, comme celui-ci par exemple :
http://www.qi.aei-hannover.de/resear...tates-of-light

En décortiquant tu y trouveras peut-être ton bonheur.

Désolé de ne pas pouvoir mieux expliquer.

[invitea2e53836]

Déjà parcouru ces sites^^

Le truc c'est que pas mal de sites décrivent la lumière squeezée, de manière plus ou moins claire avec parfois des descriptions entièrement mathématiques, mais surtout très peu de sites décrivent la génération d'une telle lumière avec les méthodes existantes en décrivant physiquement ce qui se passe, même si je sais qu'expliquer les phénomènes quantiques "avec les mains" c'est pas évident.

[A voir en vidéo sur Futura]

[coussin]

Ce que vous demandez n'est pas "expliquer les phénomènes quantiques" mais plutôt des détails expérimentaux. Ces "détails" sont effectivement rarement expliqués et à part se plonger tête première dans la théorie des OPOs (qui n'est pas simple...), ça ne s'explique pas en deux lignes.

[Deedee81]

Il y avait eut un très bon article, qui expliquait fort bien (en quelques pages, pas en deux lignes), dans Pour la Science ou La Recherche. Mais ça doit dater de 15 à 20 ans. Bigzouille. Pour retrouver ça, ça va être coton.

[invitea2e53836]

Ce que vous demandez n'est pas "expliquer les phénomènes quantiques" mais plutôt des détails expérimentaux. Ces "détails" sont effectivement rarement expliqués et à part se plonger tête première dans la théorie des OPOs (qui n'est pas simple...), ça ne s'explique pas en deux lignes.

Non je ne veux pas de détails expérimentaux, les détails expérimentaux c'est dire que l'OPO est dans une cavité bow-tie, le waist à l'entrée est de x mm et la dernière lentille à y mm et ça j'men cogne.
Moi je veux savoir ce qui se passe à l'intérieur de l'OPO, quelle interaction dans le cristal fait passer d'un état cohérent "standard" à un état squeezé, que se passe t'il avec les photons. De manière ultra simpliste on fabrique 2 photons à partir d'un en entrée mais ça me dit pas pourquoi les photons en sortie sont squeezés.
Je suis convaincu que quelqu'un qui a bien compris un phénomène est capable de l'expliquer avec des mots et images relativement simples qui sont à la portée de tout physicien. (exemples : les ondes gravitationnelles peuvent se voir comme des oscillations d'une grande feuille, celle ci représentant l'univers. L'intrication quantique c'est comme si deux balles très éloignées réagissaient instantanément si l'on change l'état de l'une d'elle. L'effet tunnel c'est comme lancer une balle de Tennis contre un mur en béton en disant qu'en physique quantique y a une chance que la balle passe à travers. L'atome c'est un noyau avec des électrons qui gravitent autour etc.). Alors oui ce sont des approximations qui cachent souvent des phénomènes plus complexes et beaucoup moins évidents que leur équivalent macroscopique mais ça donne une idée. C'est ça que je cherche dans un 1er temps pour ensuite pouvoir approfondir en ayant au moins une idée simplifiée de ce qui se passe.

[invitecaafce96]

Bonjour,
http://www.squeezed-light.de/
http://info.phys.unm.edu/~ideutsch/C...les/Rotter.pdf
https://quantumfrontiers.com/2013/08...anical-motion/
http://iopscience.iop.org/article/10...1/5/053001/pdf

[coussin]

Un article se voulant pédagogique avec une illustration du phénomène de squeezing dû à une susceptibilité non-linéaire :
https://arxiv.org/pdf/1206.2527.pdf