Fotonica Quantistica

Fisica del laser: richiami alla radiazione di corpo nero, equazioni di Einstein, eccitazione di atomi a due livelli, attenuazione e guadagno. Livelli d’energia e transizioni in semiconduttori. Comportamento del laser cw. Cenni ai laser ultrabrevi.

Coerenza e quantizzazione del campo e.m.: teoria classica delle fluttuazione e della coerenza al primo e secondo ordine. Campo e.m. come oscillatore armonico, quantizzazione e teoria quantistica della coerenza. Stati numero, coerenti e termici. Rappresentazione di interazione: il beam splitter e gli stati squeezed. Rivelazione omodina e fotoconteggio. Funzioni di quasi-probabilità.

Ottica nonlineare: introduzione e trattamento classico. Cenni al trattamento quantistico. Effetti nonlineari del secondo ordine: generazione di seconda armonica, frequenza somma e frazionamento parametrico. Effetti del terzo ordine: effetto Kerr ottico. Cenni alla filamentazione. Equazione di Schroedinger nonlineare e solitoni temporali.

Correlazioni quantistiche: problema del realismo locale in meccanica quantistica e paradosso EPR-Bohm. Diseguaglianza di Bell e test sperimentali con fotoni polarizzati.

Lo studente deve possedere solide conoscenze di:
• Elettromagnetismo classico (equazioni di Maxwell, propagazione delle onde elettromagnetiche)
• Ottica geometrica e fisica elementare
• Metodi matematici della fisica (equazioni differenziali, analisi di Fourier, funzioni di variabile complessa)

R. Loudon, The quantum theory of light. Capp. 1, 2, 3, 4, 5, 6
O. Svelto, Principles of lasers. Capp. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
R. Boyd, Nonlinear optics. Capp. 1, 2, 7
J.S. Bell, Speakable and unspeakable in quantum mechanics. Cap 2

Il corso prevede una serie di lezioni frontali, in cui il docente espone gli argomenti del corso.

la frequenza non è obbligatoria ma sempre fortemente consigliata

Esame finale in forma orale: verrà valutata la conoscenza degli argomenti, la chiarezza espositiva e la capacità di trovare connessioni tra i differenti argomenti del corso. La prova orale comincerà con una domanda a discrezione della commissione, e da lì si procederà con domande di ragionamento.

Fisica del laser: richiami alla radiazione di corpo nero, equazioni di Einstein, eccitazione di atomi a due livelli, attenuazione e guadagno. Livelli d’energia e transizioni in semiconduttori. Comportamento del laser cw. Cenni ai laser ultrabrevi.

Coerenza e quantizzazione del campo e.m.: teoria classica delle fluttuazione e della coerenza al primo e secondo ordine. Campo e.m. come oscillatore armonico, quantizzazione e teoria quantistica della coerenza. Stati numero, coerenti e termici. Rappresentazione di interazione: il beam splitter e gli stati squeezed. Rivelazione omodina e fotoconteggio. Funzioni di quasi-probabilità.

Ottica nonlineare: introduzione e trattamento classico. Cenni al trattamento quantistico. Effetti nonlineari del secondo ordine: generazione di seconda armonica, frequenza somma e frazionamento parametrico. Effetti del terzo ordine: effetto Kerr ottico. Cenni alla filamentazione. Equazione di Schroedinger nonlineare e solitoni temporali.

Correlazioni quantistiche: problema del realismo locale in meccanica quantistica e paradosso EPR-Bohm. Diseguaglianza di Bell e test sperimentali con fotoni polarizzati.

Lo studente deve possedere solide conoscenze di:
• Elettromagnetismo classico (equazioni di Maxwell, propagazione delle onde elettromagnetiche)
• Ottica geometrica e fisica elementare
• Metodi matematici della fisica (equazioni differenziali, analisi di Fourier, funzioni di variabile complessa)

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O. Svelto, Principles of lasers. Capp. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
R. Boyd, Nonlinear optics. Capp. 1, 2, 7
J.S. Bell, Speakable and unspeakable in quantum mechanics. Cap 2

Il corso prevede una serie di lezioni frontali, in cui il docente espone gli argomenti del corso.

la frequenza non è obbligatoria ma sempre fortemente consigliata

Esame finale in forma orale: verrà valutata la conoscenza degli argomenti, la chiarezza espositiva e la capacità di trovare connessioni tra i differenti argomenti del corso. La prova orale comincerà con una domanda a discrezione della commissione, e da lì si procederà con domande di ragionamento.

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Correlazioni quantistiche: problema del realismo locale in meccanica quantistica e paradosso EPR-Bohm. Diseguaglianza di Bell e test sperimentali con fotoni polarizzati.

Lo studente deve possedere solide conoscenze di:
• Elettromagnetismo classico (equazioni di Maxwell, propagazione delle onde elettromagnetiche)
• Ottica geometrica e fisica elementare
• Metodi matematici della fisica (equazioni differenziali, analisi di Fourier, funzioni di variabile complessa)

R. Loudon, The quantum theory of light. Capp. 1, 2, 3, 4, 5, 6
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R. Boyd, Nonlinear optics. Capp. 1, 2, 7
J.S. Bell, Speakable and unspeakable in quantum mechanics. Cap 2

Il corso prevede una serie di lezioni frontali, in cui il docente espone gli argomenti del corso.

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Esame finale in forma orale: verrà valutata la conoscenza degli argomenti, la chiarezza espositiva e la capacità di trovare connessioni tra i differenti argomenti del corso. La prova orale comincerà con una domanda a discrezione della commissione, e da lì si procederà con domande di ragionamento.

Fisica del laser: richiami alla radiazione di corpo nero, equazioni di Einstein, eccitazione di atomi a due livelli, attenuazione e guadagno. Livelli d’energia e transizioni in semiconduttori. Comportamento del laser cw. Cenni ai laser ultrabrevi.

Coerenza e quantizzazione del campo e.m.: teoria classica delle fluttuazione e della coerenza al primo e secondo ordine. Campo e.m. come oscillatore armonico, quantizzazione e teoria quantistica della coerenza. Stati numero, coerenti e termici. Rappresentazione di interazione: il beam splitter e gli stati squeezed. Rivelazione omodina e fotoconteggio. Funzioni di quasi-probabilità.

Ottica nonlineare: introduzione e trattamento classico. Cenni al trattamento quantistico. Effetti nonlineari del secondo ordine: generazione di seconda armonica, frequenza somma e frazionamento parametrico. Effetti del terzo ordine: effetto Kerr ottico. Cenni alla filamentazione. Equazione di Schroedinger nonlineare e solitoni temporali.

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• Ottica geometrica e fisica elementare
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Coerenza e quantizzazione del campo e.m.: teoria classica delle fluttuazione e della coerenza al primo e secondo ordine. Campo e.m. come oscillatore armonico, quantizzazione e teoria quantistica della coerenza. Stati numero, coerenti e termici. Rappresentazione di interazione: il beam splitter e gli stati squeezed. Rivelazione omodina e fotoconteggio. Funzioni di quasi-probabilità.

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• Ottica geometrica e fisica elementare
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Esame finale in forma orale: verrà valutata la conoscenza degli argomenti, la chiarezza espositiva e la capacità di trovare connessioni tra i differenti argomenti del corso. La prova orale comincerà con una domanda a discrezione della commissione, e da lì si procederà con domande di ragionamento.