Realization of an all fiber Interferometer for Time-Energy Quantum Entanglement Experiment

Quantum entanglement of photon pairs generated by self-pumped micro-ring resonator at telecom wavelength is reported in this thesis. In other to perform this experiment, a Franson Interferometer with Mach–Zehnder configuration is realized. Stabilization of the interferometer is achieved by using two servo controllers, one is applied to the phase shifter while the other one to lock a laser diode to a very narrow linewidth smaller than 200 Hz. The locked laser diode then is used, by tuning its frequency, to precisely control the phase shift of the interferometer with phase error of about 0.47∘. The interferometer was used to assess quantum correlations of the photon pairs.The experimental test shows high visibility up to 93.9 ±0.9%, and we clearly see a violation of Bell inequalities by 26 standard deviations.

Realizzazione di un Interferometro in Fibra per Esperimenti di Entanglement Quantistico Energia-Tempo. In questa tesi è riportata la dimostrazione di entanglement quantistico di coppie di fotoni generate da un microrisonatore ad anello autopompato. In particolare, per realizzare questo esperimento, viene realizzato un interferometro di Franson in fibra in configurazione Mach–Zehnder. La stabilizzazione dell’interferometro si ottiene utilizzando due servocontrollori, uno applicato allo sfasatore mentre l’altro è usato per stabilizzare la lunghezza d’onda del diodo laser su una larghezza di linea molto stretta, inferiore a 200 Hz. Tramite il sistema di stabilizzazione, radiazione del diodo laser può essere utilizzata, cambiando la sua frequenza, per controllare con precisione l’interferometro con un errore di fase di circa 0.47∘. Il test sperimentale mostra che la visibilità della frangia di interferenza quantistica raggiunge il 93±0.9%, limitata dalla qualità dello stato quantistico prodotto dal microrisonatore, e viola la disuguaglianza di Bell di 26 deviazioni standard.