Simulación de las oscilaciones de Rabi Atómicas mediante guías de onda curvilíneas multimodales

Abstract

RESUMEN: Considerando la equivalencia formal entre la ecuación de Helmholtz en el régimen paraxial y la ecuación de Schödinger dependiente del tiempo, se explora la construcción del análogo electromagético de las oscilaciones de Rabi atómicas al describir la dinámica de una guía de ondas multimodal flexionada mediante la transformación de Kramers-Henneberger (cambio de marco de referencia). Esta construcción es el primer paso para el diseño de algunas herramientas para laboratorio a un bajo costo, basadas en dispositivos ópticos para simular en la práctica este fenómeno cuántico. Se presenta un método para el diseño espectral del pozo cuadrado finito que permite caracterizarlo de acuerdo al número de niveles espectrales que puede soportar. Posteriormente se establece la analogía entre un qubit bajo la interacción de un campo coherente linealmente polarizado y una guía de ondas curvilínea bimodal. En esta descripción se hace uso de las aproximaciones dipolar y onda rotante. ABSTRACT: Considering the formal equivalence between the Helmholtz equation in the paraxial regime and the time dependent Schrödinger equation. The construction of the electromagnetic analogue of the atomic Rabi oscillations is explored by describing the dynamics of a multimodal waveguide flexed by the transformation of Kramers-Henneberger (change of reference frame). This construction would be the first step for the design of some low cost laboratory tools, based on optical devices to simulate this quantum phenomenon in practice. We present a method for the spectral design of the finite square well that allows to characterize it according to the number of spectral levels it can support. Next we stablish the analogy between a qubit driven by a coherent, linearly polarized field and a bimodal bended waveguide. In this description we consider the dipolar and rotating wave approximation.