LABORATORIO NACIONAL DE MATERIA CUÁNTICA, MATERIA ULTRAFRÍA E INFORMACIÓN CUÁNTICA

LABORATORIO NACIONAL DE MATERIA CUÁNTICA, MATERIA ULTRAFRÍA E INFORMACIÓN CUÁNTICA

LABORATORIO NACIONAL DE MATERIA CUÁNTICA, MATERIA ULTRAFRÍA E INFORMACIÓN CUÁNTICA


Monturas utilizadas para controlar con precisión, uno de los láseres que integran el sistema de captura óptica necesario para producir gases ultrafríos de Litio (Li), bajo la técnica de enfriamiento láser en el Laboratorio de Materia Ultrafría.Foto: Benjamín Granados Salazar.

Sistema de bombeo de ultra alto vacío para experimentación de óptica cuántica de Rydberg. Foto: Benjamín Granados Salazar.

Uno de los objetivos del Laboratorio de Átomos Fríos y Óptica Cuántica es generar luz cuántica a partir de gases atómicos, además de contribuir en la formación de recursos humanos de alta especialización. Foto: Benjamín Granados Salazar.

INFRAESTRUCTURA
LANMAC

Enlistar cada pieza que involucra la investigación cuántica, ocuparía espacios muy extensos, de este modo solo se cita parte de la infraestructura base con la que trabajan: el Laboratorio de Materia Ultrafría; el Laboratorio de Átomos Fríos y Óptica Cuántica, y el Laboratorio de Óptica Cuántica de Rydberg, cabe señalar que algunos experimentos y equipo se utilizan de manera conjunta entre los tres laboratorios, y algunos más se comparten con el Laboratorio de Óptica Cuántica y Óptica Aplicada del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de la UNAM.

Laboratorio de Materia Ultrafría               

  • Fuentes de corriente eléctrica ultra-estable. Se cuenta con 6 fuentes de corriente ultra-estables para la generación de los siguientes campos magnéticos usados para la manipulación de gases ultrafríos de litio: 1. Campo magnético de la trampa magneto-óptica. 2. Campo magnético del desacelerador Zeeman 3. Campo magnético de Feshbach. 4. Campos magnéticos de compensación en las direcciones X, Y y Z.                          
  • Sistema de control de temperatura. Controladores y resistencias calentadoras para celda de espectroscopia de litio y ciertas partes del sistema de ultra-alto vacío.      
  • Componentes electrónicos para construcción de sistema de automatización. Desarrollo de circuitos y respectivos racks para sistema de automatización y control de procesos.             
  • Componentes ópticos y optomecánicos para mejoras en el sistema de enfriamiento láser. Mejoras en el sistema de enfriamiento láser para gases ultrafríos de litio.         
  • Montura con control piezo-eléctrico de alta precisión. Se utiliza para controlar con mucha precisión la posición de uno de los haces láser que integran el sistema de captura óptica necesario para producir gases ultrafríos de litio.                      
  • Equipo de bombeo híbrido (iónico y por getter no evaporable)        
  • Componentes ópticos y optomecánicos para desarrollo de trampa óptica bidimensional.

Laboratorio de Óptica Cuántica de Rydberg

  • Fuentes de Poder Programables. Alimentación de diversos dispositivos y circuitos
  • Medidor de potencia de luz. Medición de potencias para usos diversos en el desarrollo del sistema experimental. 
  • Láser de diodo 780nm. Referencia de frecuencia para estabilización de láseres   
  • Láser de diodo amplificado 780nm. Enfriamiento láser de átomos de rubidio.        
  • Cavidad ultraestable de referencia. Estabilización de láseres.                                
  • Láser de 480nm, produce átomos en estados altamente excitados.           
  • Modulador Electro Óptico. Modulación rápida de luz láser con ancho de banda de hasta 1.5GHz.                   
  • Bomba de vacío iónica y de adsorción. Bombeo de sistema de ultra alto vacío.    
  • Amplificadores de RF. Amplificadores para el desarrollo de diversos dispositivos de microondas y radiofrecuencia.                     
  • Controlador de láser. Fuente de corriente y control de temperatura de láser desarrollado en el laboratorio.                             
  • Detectores de fotones individuales, apoyan en la medición y caracterización del estado cuántico de la luz.
  • TimeTagger, permite realizar estadísticas acerca del tiempo de arribo de fotones.
  • Láser de diodo 780nm. Se utiliza para realizar imágenes de una nube de átomos fríos y así caracterizar el estado del sistema físico de estudio.                     
  • Cristales piezoeléctricos. Sintonización de resonancia óptica a resonancia atómica.
  • Generador de funciones. Para diseño de circuitos y pruebas en el laboratorio.      
  • Láser de 1020nm, genera trampas ópticas para átomos fríos.        

Laboratorio de Átomos Fríos y Óptica Cuántica

  • Láser Titanio Zafiro (SolsTisS 3500-SRX-R+DL) con medidor de onda (WS6/600) de estados atómicos y medición de frecuencias de luz láser con precisión de 20 MHz.   
  • Modulador Espacial de Luz X10468-01 Hamamatsu. Imprime estructura de fase a luz láser.
  • Osciloscopios. Fuentes de poder genéricas y generadores de onda básicos. Equipo complementario para arreglos de espectroscopia atómica.
  • Analizador vectorial de espectro. Construcción y diagnóstico para circuitos de microondas.
  • Rack con electrónica de precisión. Amplificación y estabilización de señales pequeñas.
  • Aire acondicionado de precisión, ayuda a estabilizar la temperatura ambiental con precisión de +/- 1 °C.       0.
  • Sistema de detección y conteo fotónico. Detección y conteo de fotones para experimentos de óptica cuántica.        
  • Analizador de espectro capaz de realizar la transformada rápida de Fourier (FFT, Fast Fourier Transform) registra la densidad espectral de potencia de las señales y se utilizará para determinar el ruido de fase de las señales de microondas generadas por los dispositivos desarrollados en el LaNMac.

Parte del equipo compartido entre el Laboratorio de Materia Ultrafría; el Laboratorio de Átomos Fríos y Óptica Cuántica, y el Laboratorio de Óptica Cuántica de Rydberg,

  • Láser de alta potencia (200W) para la producción de potenciales ópticos para gases ultrafríos de litio. Este sistema se utiliza para generar una trampa óptica de dipolo en donde se producen gases ultrafríos de litio.
  • Sistemas Láseres de diodo de 670nm y 780 nm con controladores y amplificadores de enfriamiento láser de litio y rubidio atómico. Espectroscopia atómica de litio y rubidio atómico. Imagen de absorción para muestras de litio y rubidio atómico.      
  • Bomba turbomolecular (uso compartido). El equipo se utilizó en la preparación de los sistemas de ultra-alto vacío de los laboratorios de Materia Ultrafría, Óptica Cuántica de Rydberg, y de Atómos Fríos y Óptica Cuántica.        
  • Analizador residual de gas - laboratorios de Materia Ultrafría, Óptica Cuántica de Rydberg y Átomos Fríos y Óptica Cuántica del Instituto de Física. Contribuyó a crear ultra-alto vacío en los tres laboratorios.
  • Analizador de Espectro monocanal FFT.
  • Análisis de circuitos de radiofecuencia.

Laboratorios de Óptica Cuántica y Óptica Aplicada del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM

  • Delay digital de cuatro canales; generador de pulsos eléctricos con una frecuencia máxima de 10MHz; generador digital de retraso temporal de señales eléctricas; Osciloscopio apoya en la adquisición de señales eléctricas; multímetro de precisión. Medición de voltaje y corriente de forma precisa; preamplificador preamplifica una señal eléctrica para que pueda ser usada en un dispositivo lockin; Módulo de retraso temporal doble.
  • Discriminador cuádruple 300 MHz para filtrar señales eléctricas.   
  • Unidad lógica cuádruple para realizar operaciones lógicas con señales eléctricas.
  • Generador de retardo/puerta cuádruple para realizar operaciones lógicas y retrasos temporales con señales eléctricas.     
  • Amplificador de señales eléctricas con una ganancia variable de 8 canales.
  • Fabricación de microfibras estrechadas de vidrio para experimentos de óptica no lineal.  
  • Empalmadora de fibra para acoplar dos trozos de fibra óptica monomodo, multimodo, estándar o que mantiene polarización; en la fabricación de microlentes ópticas y resonadores ópticos, para fabricar fibra óptica estrechadas hasta 50 micras y para fabricar puntas de fibra.
  • Espectrómetro con diseño óptico Czerny, utilizado para medir las componentes espectrales de diversas fuentes de luz acopladas a fibra óptica.
  • Cámara de Vacío. Este equipo se utiliza para experimentos de interacción de luz estructurada con átomos.
  • Servo controlador. Equipo electrónico para anclar señales, entre otros.