Squeezing in kerr-like cavitiesoptomechanics, polariton microcavities and superconducting circuits

Resumo

Esta tesis está dedicada al estudio teórico de la generación de luz comprimida, con fluctuaciones cuánticas reducidas, en cavidades que presentan una interacción tipo Kerr. Consideramos los siguientes sistemas: cavidades optomecánicas, microcavidades polaritónicas y circuitos superconductores. Dichos sistemas están siendo utilizados en diversas propuestas para tecnologías cuánticas. En una primera parte de la tesis revisamos el caso de inyección externa con un campo monocromático. Utilizando un modelo unificado para los tres sistemas analizamos el fenómeno de la biestabilidad y la generación de luz comprimida alrededor de los puntos críticos de dicho ciclo. Aunque esta propuesta, bien conocida en la literatura, da lugar a una reducción muy elevada de las fluctuaciones sufre de dos problemas: a la frecuencia que tiene lugar la reducción hay una campo medio muy fuerte y está ligada a una inestabilidad. Para solucionar estos problemas proponemos el uso de una inyección bicromática. En las condiciones adecuadas la biestabilidad desaparece, dando lugar a través de un fenómeno de mezcla de cuatro ondas a una bifurcación tipo horca. Calculando el espectro de "squeezing" demostramos que asociada a esta bifurcación hay una reducción de las fluctuaciones cuánticas. Las ventajas de nuestro método son que la reducción ocurre en una frecuencia diferente a las frecuencias de las diferentes componentes de la inyección, tenemos un "squeezing" del vacío electromagnétio, y que el proceso no está ligado a la biestabilidad. El mismo tipo de análisis ha sido realizado en el caso optomecánico considerando la inyección de un peine de frecuencias ("frequency comb"). Obteniendo que se puede obtener un peine comprimido idéntico al que estamos inyectando.