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Optical frequency reference stabilized to Rb D2 transition controlled by FPGA lock-in module
No full textRevista con referatoFil: Luda, Marcelo Alejandro. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; Argentina.Fil: Luda, Marcelo Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.Fil: Codnia, Jorge. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; Argentina.Fil: Codnia, Jorge. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; Argentina.La modulación y demodulación lock-in es utilizada con frecuencia para la estabilización de la longitud de onda de emisión de un láser sintonizable en laboratorios de metrología, espectroscopia, física atómica y óptica cuántica. En particular, la estabilización a una transición atómica particular es utilizada para generar patrones de frecuencia óptica de referencia. En este trabajo se presenta el desarrollo de un módulo de estabilización con tecnología de electrónica programable FPGA (del inglés, Field Programmable Gate Array) que permite realizar la modulación a frecuencia f y demodulación lock-in en frecuencias f y 3f. El módulo es económico, versátil y se puede controlar remotamente usando una plataforma de Software Libre. Se probó el desempeño del sistema estabilizando un láser sintonizable por cavidad externa (ECDL, del inglés External Cavity Diode Laser) a una de las transiciones hiperfinas del Rubidio (Rb), logrando una desviación estándar en la frecuencia óptica del orden de los 100 kHz, equivalentes a una estabilidad 2.6 10-10.Lock-in measurement is frequently used for tunable laser wavelength stabilization in metrology, spectroscopy atomic physics and quantum optics labs. In particular, wavelength stabilization to atomic transitions is used to build optical frequency references. In this work we present the development of a stabilization module build using FPGA (Field Programmable Gate Array) technology for modulating at f frequency and lock-in demodulating on f and 3f frequencies. The module is economic, versatile and can be remotely controlled using a Free Software platform. We tested the system performance stabilizing a tunable External Cavity Diode Laser (ECDL) to a Rubidium (Rb) hyperfine transition, achieving an optical frequency standard deviation of 100 kHz, equivalent to an stability of 2.6 10-10
Compact embedded device for lock-in measurements and experiment active control
No full textWe present a multi-purpose toolkit for digital processing, acquisition, and feedback control designed for physics labs. The kit provides in a compact device the functionalities of several instruments: function generator, oscilloscope, lock-in amplifier, proportional-integral-derivative filters, ramp scan generator, and a lock-control. The design combines field-programmablegate-array processing and microprocessor programing to get precision, ease of use, and versatility. It can be remotely operated through the network with different levels of control: from simple off-the-shelf Web graphical user interface to remote script control or in-device programmed operation. Three example applications are presented in this work on laser spectroscopy and laser locking experiments. The examples include side-fringe locking, peak locking through lock-in demodulation, and complete in-device Pound–Drever–Hall modulation and demodulation at 31.25 MHz and advanced acquisition examples like real-time data streaming for remote storage.Fil: Luda, Marcelo Alejandro. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Drechsler, Martin. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Schmiegelow, Christian Tomás. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Codnia, Jorge. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; Argentin
Rubidium D2 line spectroscopy with an external cavity diode laser
No full textEn este trabajo se detalla el armado de un láser sintonizable por realimentación con cavidad externa y su utilización para realizar espectroscopia de ultra alta resolución de la estructura hiperfina del Rubidio. El láser consistió en un diodo de grabadora de CD realimentado con una red de difracción en condición Littrow con selectividad en la frecuencia de emisión por variaciones del ángulo de la red y la corriente de alimentación y la temperatura del diodo. El montaje permitió sintonizar modos de emisión de hasta 4 nm alrededor de la longitud de onda típica del diodo, de 780 nm, lo que incluye los 780,24 nm de la transición Rb 5²P3/2 ← 5²S½. Se utilizó la variación simultánea y sincronizada de la corriente y del ángulo de la red para obtener barridos continuos en frecuencia de hasta 20 pm de extensión, lo que permitió obtener el espectro de absorción completo dentro del límite Doppler. Se identificaron las líneas correspondientes a las dos variedades isotópicas (85Rb y 87Rb) y se corroboró la efectividad del dispositivo comparando los resultados con los valores reportados en la literatura de la composición isotópica de abundancia natural y del espectro.Fil: Luda, Marcelo Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Codnia, Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Azcárate, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentin
Instrumentation and control with applications in optics and metrology
No full textEl estudio de la naturaleza requiere a menudo la realización de experimentos que involucran múltiples variables que deben ser operadas y/o medidas en simultáneo para producir un fenómeno particular y caracterizarlo. Se conoce como instrumentación al área multidisciplinaria del conocimiento que estudia y desarrolla instrumentos para medición de magnitudes y control de parámetros experimentales a tal efecto. En las últimas décadas ha cobrado especial relevancia el diseño de sistemas de instrumentación de operación centralizada y programable, que permiten ejecutar tareas de forma desatendida y adquirir datos de forma masiva sin la intervención permanente de un operario. Con el advenimiento de las tecnologías de sistemas embebidos se han incorporado a los laboratorios dispositivos electrónicos compactos que cumplen algunas de estas funciones, como la estabilización de variables o la adquisición y pre-procesamiento de datos. Una de las áreas en las que estas tareas tienen una relevancia central es la metrología, que estudia el proceso de medición y la definición de las magnitudes físicas. En particular, para la realización del metro y del segundo se pueden montar experimentos de óptica y física atómica en los que se estabiliza una variable a una referencia espectral para generar un patrón de medida. Para ello se implementa un esquema de control realimentado que corrige sus desviaciones respecto a la referencia utilizando actuadores que modifican su valor. En esta tesis se diseñó un sistema de instrumentación compacto basado en un dispositivo embebido de electrónica programable FPGA1 que integra las herramientas necesarias para realizar un esquema de estabilización completo para uso en laboratorios de física. La solución propuesta incluye las funciones de osciloscopio, amplificador lock-in, generador de barridos, filtros proporcional-integrador-derivadores y controlador de estabilización, con opciones de operación por interfaz gráfica o mediante un lenguaje de programación. Para su desarrollo se evaluaron los requerimientos instrumentales de un laboratorio moderno de física, en experiencias de espectroscopía láser, por un lado, y de trampas de iones individuales, por otro. Se identificó la necesidad de realizar mediciones sensibles a fase para implementar la estabilización a un pico de referencia espectral mediante la técnica de Pound-Drever-Hall (PDH) o de medición de la derivada de la respuesta del sistema físico respecto al parámetro de control. También se reconocieron las limitaciones de las soluciones basadas en microcontroladores para su implementación. Se evaluó el desempeño de la solución propuesta en una serie de experimentos de óptica y física atómica con aplicaciones metrológicas, basados en espectroscopía con láseres sintonizables. El primero consistió en estabilizar la longitud de onda del láser a una transición hiperfina de un isótopo del Rubidio en una experiencia de espectroscopía de absorción saturada. Como resultado se obtuvo un patrón trazable adecuado para su uso en la realización del metro mediante interferometría. En el segundo se implementó la técnica PDH para fijar la frecuencia óptica de emisión a un pico de transmisión de una cavidad Fabry-Pérot, lo que permite realizar un control estable de esta variable adecuado para experimentos de física atómica y cuántica en trampas de iones. Por último, se construyó un reloj atómico de Rubidio estabilizando la frecuencia de un oscilador de cristal sintonizable a la del desdoblamiento hiperfino del estado 5 2S1/2 del 87Rb. La comparación de frecuencias se realiza mediante una experiencia de espectroscopía de transmisión, sensando un pico de transparencia inducida que se produce por atrapamiento coherente de población (CPT) cuando dos haces de luz coherente sintonizan a la vez las transiciones entre los niveles hiperfinos y un nivel excitado común a ambos. Estos se generan a partir de las bandas laterales inducidas por modulación de corriente en un láser VCSEL. Para el funcionamiento del reloj se requieren dos lazos de control realimentado funcionando en simultáneo: uno para estabilizar la longitud de onda de emisión y otro para la frecuencia del oscilador. Cada uno de ellos fue implementado mediante el dispositivo desarrollado, que fue utilizado también para realizar las mediciones de caracterización del sistema físico. Consideramos que la solución de instrumentación y control desarrollada resultó adecuada para su uso en experimentos de óptica y metrología. Además, es suficientemente versátil para la aplicación en otras áreas de la física experimental e ingeniería.The study of nature often requires the performance of experiments involving multiple variables that must be operated and / or measured simultaneously to produce and characterize a particular phenomenon. Instrumentation is known as the multidisciplinary area of knowledge that studies and develops instruments for measuring magnitudes and controlling experimental parameters for this purpose. In recent decades, the design of centralized and programmable instrumentation systems has become particularly relevant, enabling to carry out unattended tasks and mass acquisition of data without the permanent intervention of an operator. With the advent of embedded system technologies, compact electronic devices have been incorporated into laboratories that perform some of these functions, such as the stabilization of variables or the acquisition and pre-processing of data. One of the areas in which these tasks are of central relevance is metrology, which studies the measure- ment process and the definition of physical magnitudes. In particular, atomic physics and optics experiments can be set up for the realization of the meter and the second, in which a variable is stabilized at a spectral reference to generate a measurement standard. A feedback control scheme is implemented for this purpose that corrects its deviations with respect to the reference using actuators that modify its value. In this thesis, a compact instrumentation system was designed based on an embedded FPGA program- mable electronics device that integrates the necessary tools to carry out a complete stabilization scheme for use in physics laboratories. The proposed solution includes the functions of an oscilloscope, a lock-in amplifier, a sweep generator, a proportional-integrator-differentiator filter and a stabilization controller, with options for operation through a graphical interface or through a programming language. The instrumental requirements of a modern physics laboratory were evaluated for its development, in laser spectroscopy experiences, on the one hand, and in individual ion traps, on the other. The need for phase-sensitive measurements was identified to implement stabilization to a spectral reference peak using the Pound-Drever-Hall (PDH) technique or by measuring the derivative of the response of the physical system with respect to the control parameter. The limitations of microcontroller-based solutions were also recognized for their implementation. The performance of the proposed solution was evaluated in a series of atomic physics and optics experiments based on tunable laser spectroscopy with metrological applications. The first one consisted in locking the laser wavelength at an hyperfine transition of a Rubidium isotope in a saturated absorption spectroscopy experiment. As a result, a traceable pattern suitable for use in meter realisation by interferometry was obtained. In the second one, the PDH technique was implemented to lock the optical frequency of emission to a transmission peak of a Fabry-Pérot cavity, which allows stable control of this variable, suitable for atomic and quantum physics experiments in ion traps. Finally, a Rubidium atomic clock was built by stabilizing the frequency of a tunable crystal oscillator at the hyperfine splitting of the 87Rb 5 2S1/2 state. The frequency comparison is carried out by means of a transmission spectroscopy experiment, sensing the induced transparency peak that is produced by coherent population trapping (CPT) when two coherent light beams simultaneously tune the transitions between the hyperfine levels and a common excited one. These are generated from the sidebands induced by current modulation in a VCSEL laser. Two feedback control loops working at the same time are required for clock operation: one to stabilize the emission wavelength and the other for the oscillator frequency. Each of them was implemented using the device developed, which was also used to perform the characterization measurements of the physical system. We consider that the developed solution for instrumentation and control turned out to be suitable for use in optics and metrology experiments. Furthermore, it is versatile enough for application in other areas of experimental physics and engineering.Fil: Luda, Marcelo Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Instrumentation and control with applications in optics and metrology
No full textEl estudio de la naturaleza requiere a menudo la realización de experimentos que involucran múltiples variables que deben ser operadas y/o medidas en simultáneo para producir un fenómeno particular y caracterizarlo. Se conoce como instrumentación al área multidisciplinaria del conocimiento que estudia y desarrolla instrumentos para medición de magnitudes y control de parámetros experimentales a tal efecto. En las últimas décadas ha cobrado especial relevancia el diseño de sistemas de instrumentación de operación centralizada y programable, que permiten ejecutar tareas de forma desatendida y adquirir datos de forma masiva sin la intervención permanente de un operario. Con el advenimiento de las tecnologías de sistemas embebidos se han incorporado a los laboratorios dispositivos electrónicos compactos que cumplen algunas de estas funciones, como la estabilización de variables o la adquisición y pre-procesamiento de datos. Una de las áreas en las que estas tareas tienen una relevancia central es la metrología, que estudia el proceso de medición y la definición de las magnitudes físicas. En particular, para la realización del metro y del segundo se pueden montar experimentos de óptica y física atómica en los que se estabiliza una variable a una referencia espectral para generar un patrón de medida. Para ello se implementa un esquema de control realimentado que corrige sus desviaciones respecto a la referencia utilizando actuadores que modifican su valor. En esta tesis se diseñó un sistema de instrumentación compacto basado en un dispositivo embebido de electrónica programable FPGA1 que integra las herramientas necesarias para realizar un esquema de estabilización completo para uso en laboratorios de física. La solución propuesta incluye las funciones de osciloscopio, amplificador lock-in, generador de barridos, filtros proporcional-integrador-derivadores y controlador de estabilización, con opciones de operación por interfaz gráfica o mediante un lenguaje de programación. Para su desarrollo se evaluaron los requerimientos instrumentales de un laboratorio moderno de física, en experiencias de espectroscopía láser, por un lado, y de trampas de iones individuales, por otro. Se identificó la necesidad de realizar mediciones sensibles a fase para implementar la estabilización a un pico de referencia espectral mediante la técnica de Pound-Drever-Hall (PDH) o de medición de la derivada de la respuesta del sistema físico respecto al parámetro de control. También se reconocieron las limitaciones de las soluciones basadas en microcontroladores para su implementación. Se evaluó el desempeño de la solución propuesta en una serie de experimentos de óptica y física atómica con aplicaciones metrológicas, basados en espectroscopía con láseres sintonizables. El primero consistió en estabilizar la longitud de onda del láser a una transición hiperfina de un isótopo del Rubidio en una experiencia de espectroscopía de absorción saturada. Como resultado se obtuvo un patrón trazable adecuado para su uso en la realización del metro mediante interferometría. En el segundo se implementó la técnica PDH para fijar la frecuencia óptica de emisión a un pico de transmisión de una cavidad Fabry-Pérot, lo que permite realizar un control estable de esta variable adecuado para experimentos de física atómica y cuántica en trampas de iones. Por último, se construyó un reloj atómico de Rubidio estabilizando la frecuencia de un oscilador de cristal sintonizable a la del desdoblamiento hiperfino del estado 5 2S1/2 del 87Rb. La comparación de frecuencias se realiza mediante una experiencia de espectroscopía de transmisión, sensando un pico de transparencia inducida que se produce por atrapamiento coherente de población (CPT) cuando dos haces de luz coherente sintonizan a la vez las transiciones entre los niveles hiperfinos y un nivel excitado común a ambos. Estos se generan a partir de las bandas laterales inducidas por modulación de corriente en un láser VCSEL. Para el funcionamiento del reloj se requieren dos lazos de control realimentado funcionando en simultáneo: uno para estabilizar la longitud de onda de emisión y otro para la frecuencia del oscilador. Cada uno de ellos fue implementado mediante el dispositivo desarrollado, que fue utilizado también para realizar las mediciones de caracterización del sistema físico. Consideramos que la solución de instrumentación y control desarrollada resultó adecuada para su uso en experimentos de óptica y metrología. Además, es suficientemente versátil para la aplicación en otras áreas de la física experimental e ingeniería.The study of nature often requires the performance of experiments involving multiple variables that must be operated and / or measured simultaneously to produce and characterize a particular phenomenon. Instrumentation is known as the multidisciplinary area of knowledge that studies and develops instruments for measuring magnitudes and controlling experimental parameters for this purpose. In recent decades, the design of centralized and programmable instrumentation systems has become particularly relevant, enabling to carry out unattended tasks and mass acquisition of data without the permanent intervention of an operator. With the advent of embedded system technologies, compact electronic devices have been incorporated into laboratories that perform some of these functions, such as the stabilization of variables or the acquisition and pre-processing of data. One of the areas in which these tasks are of central relevance is metrology, which studies the measure- ment process and the definition of physical magnitudes. In particular, atomic physics and optics experiments can be set up for the realization of the meter and the second, in which a variable is stabilized at a spectral reference to generate a measurement standard. A feedback control scheme is implemented for this purpose that corrects its deviations with respect to the reference using actuators that modify its value. In this thesis, a compact instrumentation system was designed based on an embedded FPGA program- mable electronics device that integrates the necessary tools to carry out a complete stabilization scheme for use in physics laboratories. The proposed solution includes the functions of an oscilloscope, a lock-in amplifier, a sweep generator, a proportional-integrator-differentiator filter and a stabilization controller, with options for operation through a graphical interface or through a programming language. The instrumental requirements of a modern physics laboratory were evaluated for its development, in laser spectroscopy experiences, on the one hand, and in individual ion traps, on the other. The need for phase-sensitive measurements was identified to implement stabilization to a spectral reference peak using the Pound-Drever-Hall (PDH) technique or by measuring the derivative of the response of the physical system with respect to the control parameter. The limitations of microcontroller-based solutions were also recognized for their implementation. The performance of the proposed solution was evaluated in a series of atomic physics and optics experiments based on tunable laser spectroscopy with metrological applications. The first one consisted in locking the laser wavelength at an hyperfine transition of a Rubidium isotope in a saturated absorption spectroscopy experiment. As a result, a traceable pattern suitable for use in meter realisation by interferometry was obtained. In the second one, the PDH technique was implemented to lock the optical frequency of emission to a transmission peak of a Fabry-Pérot cavity, which allows stable control of this variable, suitable for atomic and quantum physics experiments in ion traps. Finally, a Rubidium atomic clock was built by stabilizing the frequency of a tunable crystal oscillator at the hyperfine splitting of the 87Rb 5 2S1/2 state. The frequency comparison is carried out by means of a transmission spectroscopy experiment, sensing the induced transparency peak that is produced by coherent population trapping (CPT) when two coherent light beams simultaneously tune the transitions between the hyperfine levels and a common excited one. These are generated from the sidebands induced by current modulation in a VCSEL laser. Two feedback control loops working at the same time are required for clock operation: one to stabilize the emission wavelength and the other for the oscillator frequency. Each of them was implemented using the device developed, which was also used to perform the characterization measurements of the physical system. We consider that the developed solution for instrumentation and control turned out to be suitable for use in optics and metrology experiments. Furthermore, it is versatile enough for application in other areas of experimental physics and engineering.Fil: Luda, Marcelo Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Dark resonance spectra of trapped ions under the influence of micromotion
No full textWe study the influence of micromotion on the spectrum of trapped ions with a lambda-type level scheme, leading to dark resonances due to coherent population trapping. We work with calcium ions trapped in a ring-shaped Paul trap, in which one can compensate excess micromotion for only one ion of the crystal. We observe that micromotion affects the shapes of the dark resonances and causes the appearance of “echoes” separated by intervals given by the drive frequency. We present a theoretical model that provides good fits to the measurements and can be used to estimate the amplitude of the micromotion modulation of the atomic motion. We estimate an effective temperature of the ions from the spectra and observe clear micromotion heating as well as impaired cooling for sufficiently large excess micromotion.Fil: Nuñez Barreto, Nicolás Adrián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bonetto, Muriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Luda, Marcelo Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Cormick, Maria Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; ArgentinaFil: Schmiegelow, Christian Tomás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentin
Manipulating Transverse Modes of Photons for Quantum Cryptography
No full textSeveral schemes have been proposed to extend quantum key distribution protocols aimed at improving their security or at providing new physical substrates for qubit implementation. We present a toolbox to jointly create, manipulate, and measure qubits stored in polarization and transverse-modes degrees of freedom of single photons. The toolbox includes local operations on single qubits, controlled operations between the two qubits, and projective measurements over a wide variety of nonlocal bases in the four-dimensional space of states. We describe how to implement the toolbox to perform an extended version of the BB84 protocol for this Hilbert space (ideally transmitting two key bits per photon). We present the experimental implementation of the measurement scheme both in the regimes of intense light beams and with single photons. Thus, we show the feasibility of implementing the protocol, providing an interesting example of a method for quantum information processing using the polarization and transverse modes of light as qubits.Fil: Luda, Marcelo Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Larotonda, Miguel Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; ArgentinaFil: Paz, Juan Pablo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Schmiegelow, Christian Tomás. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin
Scalable Creation of Long-Lived Multipartite Entanglement
No full textWe demonstrate the deterministic generation of multipartite entanglement based on scalable methods. Four qubits are encoded in Ca+40, stored in a microstructured segmented Paul trap. These qubits are sequentially entangled by laser-driven pairwise gate operations. Between these, the qubit register is dynamically reconfigured via ion shuttling operations, where ion crystals are separated and merged, and ions are moved in and out of a fixed laser interaction zone. A sequence consisting of three pairwise entangling gates yields a four-ion Greenberger-Horne-Zeilinger state |ψ=(1/2)(|0000+|1111), and full quantum state tomography reveals a state fidelity of 94.4(3)%. We analyze the decoherence of this state and employ dynamic decoupling on the spatially distributed constituents to maintain 69(5)% coherence at a storage time of 1.1 sec.Fil: Kaufmann, H.. University Mainz. Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, Johannes Gutenberg; AlemaniaFil: Ruster, T.. University Mainz. Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, Johannes Gutenberg; AlemaniaFil: Schmiegelow, Christian Tomás. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Luda, Marcelo Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Kaushal, V.. University Mainz. Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, Johannes Gutenberg; AlemaniaFil: Schulz, Juan Sebastián. University Mainz. Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, Johannes Gutenberg; AlemaniaFil: Von Lindenfels, D.. University Mainz. Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, Johannes Gutenberg; AlemaniaFil: Schmidt-Kaler, F.. University Mainz. Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, Johannes Gutenberg; AlemaniaFil: Poschinger, U. G.. University Mainz. Institute of Inorganic and Analytical Chemistry, Johannes Gutenberg; Alemani
Bistability in Kerr lens mode-locked Ti:sapphire lasers
No full textFemtosecond pulse Ti:sapphire lasers can operate in different ways for the same values of the control parameters. This phenomenon of multistability is explained in a simple way by a theoretical approach using iterative or Poincaré maps. We present experimental confirmation of the predictions of the approach regarding the slope (of pulse duration vs. group velocity dispersion) and regions of stability of two different regimes of mode locking, i.e. transform-limited and chirped output pulses.Fil: Kovalsky, Marcelo Gregorio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; Argentina. Universidad Nacional de San Martín; ArgentinaFil: Hnilo, Alejandro Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa. Centro de Investigación en Láseres y Aplicaciones; Argentina. Universidad Nacional de San Martín; ArgentinaFil: Libertun, Ariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física. Laboratorio de Electrónica Cuántica; ArgentinaFil: Marconi, Mario Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física. Laboratorio de Electrónica Cuántica; Argentin
Does strict employment protection discourage job creation? Evidence from Croatia
No full textEmployment protection legislation in Croatia is among the most strict in Europe. Firing is difficult and costly, and flexible forms of employment are limited. Is this apparent rigidity reflected-as one would expect based on standard economic theory-in low labor market dynamics? Is job creation low and hiring limited? Is the job security of insiders achieved at the cost of outsiders not being able to enter thelabor market? The author attempts to answer these questions by examining job flows. If the employment protection legislation is binding, then job and worker turnover should be low. He shows that this is indeed the case. Hiring is limited and the average job tenure is very long in Croatia. Job destruction is low, however job creation is still lower. The result is accumulation of unemployment, in large part due to new labor market entrants not being able to find a job. The high degree of job protection also seems to strengthen the bargaining position of insiders and results in relatively high wages. So, wages in Croatia are higher than among its competitors, even after adjusting for productivity. These high labor costs are likely to contribute to limited job creation in existing firms, but also are likely to discourage the entry of-and thus job creation in-new firms. The author presents evidence that firm growth has been indeed limited in Croatia, contributing to the low employment level. The author examines other potential causes of high unemployment in Croatia (the unemployment benefit system, labor taxation, the wage structure, and skill and spatial mismatches). He argues that they do not play a substantial part in accounting for poor labor market outcomes in Croatia. The author concludes that the stringent employment protection legislation is the key labor market institution behind low job creation and high unemployment. Based on this he recommends specific measures aimed at liberalizing the labor market to foster job creation and employment.Labor Management and Relations,Labor Policies,Labor Markets,Environmental Economics&Policies,Trade Finance and Investment,Labor Markets,Labor Management and Relations,Labor Standards,Banks&Banking Reform,Environmental Economics&Policies
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