A MBS (Multi-port beamsplitter) for higher dimensional quantum communication has been designed and constructed and the theory and method for this is presented in this thesis. It uses optical fibers in a heterogeneous structure with a single-mode fiber spliced to a multi-mode fiber and then spliced to a few-mode fiber. Three MBS:s were constructed and tested to see if superpositions between spatial modes could be generated. One with 5.65cm multi-mode fiber, one with 9cm of multi-mode fiber and one with just the single-mode fiber spliced to the few-mode fiber. The optical modes that where focused on for the superposition were the linear polarized LP01, LP11a and LP11b modes. Simulations of superpositions between these modes were performed and experiments were done to see if these simulations could be realised. The shapes of these superpositions could be seen with a camera and the stability of the different modal powers and the stability of the phases between the modes where also tested. The last experiment tested the tunability of the modes by finding their maximum and minimum output power for each individual mode. The results of these experiments show that the stability of power and relative phases are high and testing of the tunability shows that the 9cm MBS is the most tunable, the 5.65cm MBS the second best and the SMF-FMF MBS the worst. Even though the shapes of the superpositions, the stability and tunability shows very positive results, the conclusion is that more experiments are required in order to identify the superpositions and for this to be used in a quantum communication system. / En Multi-port stråldelare (MSD) för kvantkommunikation med hjälp av rumsliga optiska moder har blivit designad och konstruerad. Teorin, metoden och resultatet av detta arbete presenteras i denna uppsats. Denna konstruktion använder sig av optiska fiber i heterogena strukturer med en single-mode fiber svetsad till en multi-mode fiber som i sin tur är svetsad till en few-mode fiber. Tre stycken MSD blev konstruerade och testade för att se om superpositioner mellan rumsliga moder kunde bli genererade, en med 5.65cm multi-mode fiber, en med 9cm multi-mode fiber och en med bara en single-mode fiber svetsad till en few-mode fiber. De moder som fokuserades på för superpositionerna var de linjärpolariserade moderna LP01, LP11a och LP11b. Superpositionerna simulerades och sen genomfördes experiment för att se ifall de kunde bli genererade. Formerna av dessa superpositioner kunde hittas och synliggöras med en kamera. Stabiliteten av modernas energi och stabiliteten av faserna mellan moderna testades också. Det sista experimentet som gjordes testade justerbarheten av moderna genom att hitta den minimala samt maximala intensiteten för varje mod. Experimenten visar att intensiteterna och de relativa faserna har hög stabilitet för alla konstruerade MSD, men i justerbarhets experimentet visar det sig att 9cm MSD:en presterar bäst, 5.65cm MSD:en presterar näst bäst och SMF-FMF strukturen presterar sämst. Trots att formerna av superpositionerna kunde hittas för alla tre konstruktioner, och att testen i stabiliteten visar goda resultat så krävs mer experiment för att identifiera superpositionerna mellan moderna och ifall denna konstruktion går att implementera i ett kvantkommunikationssystem.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:liu-185442 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Spegel-Lexne, Daniel |
| Publisher | Linköpings universitet, Informationskodning |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0054 seconds