SQUALO - Infn

Output Quadrature!!SignalQuadrature!"Y meas#"a out # ( ) = 2$%a # ( ) &"a in # ( )("Y out (#) = "aout #) $"a +out (#)i 2Considering detector effinciency η( ) = "Y out (#)$ 2% = "Y #( ) & "Y in (#) + $ &1 &1"Y vac (#)Choosing Δ = 0"Y # ( ) =G$ + i# "q # ( )2%G =2G 0" s# P

Rumori fondamentaliIl limite fondamentale alla sensibilità delle misure di posizione è posto dalloshot-noise che determina:ü rumore di fase: rumore nella misura della posizione di uno specchio dovutoal rumore nel conteggio dei fotoni. Lo spettro di potenzaè inversamente proporzionale alla potenza del laser P"q 2 =+&'%&d#2$ S q# ( )S q" S #= h$2P!ü pressione di radiazione: rumore nella posizione di uno specchio perturbatodalla radiazione del fascio laser incidente. Lospettro di potenza è direttamente proporzionale! alla potenza del laserS A! P

Limite Quantistico Standard (SQL)S q" S #= h$2PS A! PS qS A= h24Conseguenza delPrincipio diHeisenberg!!Rumore complessivoS l= S q+ "!2 S A!χ Suscettivita’l spostamento" =# m# m 2 $# 2 $ i#% mS = h ! minSQL

Oltre lo SQLSQL non è un limite fondamentale. Si può superare con:• luce ‘squeezed’• misure a doppio fascio (QND)• cavità ottiche non risonanti (correlazioni fase-ampiezza)Arrivando a SQL (e oltre…) si può generare ‘squeezing’ponderomotivo (correlazione tra fluttuazioni di fase e ampiezzadella radiazione incidente), sfruttabile in altri apparati.

Realizzazione/allestimento dicavità Fabry-PerotOstacoli : - rumore termico Browniano- altri rumori ‘termici’: termoelastico, fototermico…- rumore ‘tecnico’- instabilità dinamicheRequisiti : - alto Q meccanico- alta Finesse (riflettività specchi)- basse temperature- piccole masseMOMS in Collaborazioni con CNR (Catania)- Laboratoire Kastler Brossel (Parigi)- Institute for Quantum Optics (Vienna)MOMS= micro-opto-mechanical-systems

Pound-Drever technique for laser frequency stabilizationand cavity locking

SET-UP

2 o ANNOPERUGIA (Camerino)Ø Studio dei modi di una cavità ottica posta in un criostato a temperatureinferiori a 500mK, costituita da lamina di silicio e fibra-ottica contrattamento HR per alta-finesse.Ø Progettazione e indagine delle prestazioni dell’apparato per ilraggiungimento del SQL.FIRENZEØ Studio delle dimensioni, rugosità e HR ottimali di lamine e MOMS percavità in criostato a ~4K.Ø Progettazione di apparati in grado di evidenziare l’effetto delle fluttuazioniquantistiche nella pressione di radiazione, in base ai risultati dell’indaginedel primo anno.Ø Realizzazione di cavità ottiche con uno specchio sospeso con fibre ottiche,montate in un criostato.