Thesis: Transmisión y Almacenamiento de Información Cuántica en Guías de Ondas Fotónicas
| datacite.subject.fos | Natural sciences::Physical sciences::Condensed matter physics | |
| dc.contributor.correferente | Molina, Rafael A. | |
| dc.contributor.department | Departamento de Física | |
| dc.contributor.guia | Orellana Dinamarca, Pedro Alejandro | |
| dc.coverage.spatial | Campus Casa Central Valparaíso | |
| dc.creator | Legon Oropeza, Alexis Rafael | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-22T12:34:38Z | |
| dc.date.available | 2025-10-22T12:34:38Z | |
| dc.date.issued | 2025-08-19 | |
| dc.description.abstract | Esta tesis aborda la transmisión, control y almacenamiento de fotones individuales en sistemas fotónicos unidimensionales mediante el estudio de dos configuraciones complementarias. En primer lugar, se analiza la interacción entre un fotón y dos resonadores de galería susurrante (WGRs) acoplados a una guía de onda, empleando el formalismo de funciones de Green para calcular los espectros de transmisión y la densidad local de estados (LDOS). Se identifican dos tipos de estados ligados en el continuo (BICs): modos protegidos por simetría, localizados dentro de los resonadores, y modos del tipo Fabry–Pérot, cuya existencia depende de la distancia entre resonadores a través de la guía. Estos estados aparecen como funciones delta de Dirac en la LDOS, mientras que las pequeñas perturbaciones de simetría dan lugar a cuasi-BICs, visibles como resonancias agudas en la transmisión. Además, se estudia la evolución temporal de un paquete de onda, demostrando la posibilidad de almacenar temporalmente el fotón en la región delimitada por los WGRs y la guía intermedia. En segundo lugar, se propone un mecanismo de enrutamiento cuántico basado en un arreglo de átomos acoplados que simula un átomo gigante conectado a dos guías de onda unidimensionales. En el régimen de acoplamiento fuerte entre el átomo gigante y las guías, y con interacciones débiles entre los sitios del arreglo, el sistema actúa como un router cuántico eficiente y direccionable. La eficiencia del enrutamiento y la dirección de salida pueden controlarse ajustando parámetros como el número de sitios de acoplo 𝑁, la energía del fotón 𝐸, y la intensidad del acoplamiento interatómico 𝐽. Se identifican configuraciones que permiten la transferencia perfecta del fotón (100 % de eficiencia) en un amplio rango de energías, demostrando también la robustez y escalabilidad del dispositivo. Estos hallazgos evidencian el potencial de ambos esquemas para aplicaciones en redes fotónicas cuánticas integradas y reconfigurables. | es |
| dc.description.abstract | This thesis addresses the transmission, control, and storage of single photons in one dimensional photonic systems through the study of two complementary configurations. First, we analyze the interaction between a photon and two whispering-gallery resonators (WGRs) coupled to a waveguide, employing the Green’s function formalism to compute the transmission spectra and the local density of states (LDOS). Two types of bound states in the continuum (BICs) are identified: symmetry-protected modes localized within the resonators, and Fabry–Pérot-like modes whose existence depends on the distance between the resonators via the waveguide. These states manifest as Dirac delta functions in the LDOS, while small symmetry-breaking perturbations give rise to quasi-BICs, which appear as sharp resonances in the transmission. We also study the time evolution of a wave packet, demonstrating the possibility of temporarily storing the photon in the region defined by the WGRs and the intermediate waveguide. Second, we propose a quantum routing mechanism based on an array of coupled atoms that mimics a giant atom connected to two one-dimensional waveguides. In the regime of strong coupling between the giant atom and the waveguides, and weak interactions among the array sites, the system acts as an efficient and directionally controllable quantum router. The routing efficiency and output direction can be tuned by adjusting parameters such as the number of coupling sites 𝑁, the photon energy 𝐸, and the interatomic coupling strength 𝐽. We identify configurations that allow perfect photon transfer (100% efficiency) over a wide energy range, and we demonstrate the robustness and scalability of the device. These findings highlight the potential of both schemes for applications in integrated and reconfigurable quantum photonic networks. | en_US |
| dc.description.degree | Doctorado en Ciencias Físicas | |
| dc.description.sponsorship | UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA | |
| dc.driver | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | |
| dc.format.extent | 119 páginas | |
| dc.identifier.doi | 10.71959/k2bx-2051 | |
| dc.identifier.uri | https://cris.usm.cl/handle/123456789/4153 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.71959/k2bx-2051 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Técnica Federico Santa María | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Densidad de estados | |
| dc.subject | Estados ligados en el continuo | |
| dc.subject | Átomo gigante | |
| dc.subject.ods | 9 Industria, innovación e infraestructura | |
| dc.subject.ods | 4 Educación de calidad | |
| dc.subject.ods | 17 Alianzas para lograr los objetivos | |
| dc.subject.ods | 7 Energía asequible y no contaminante | |
| dc.subject.ods | 13 Acción por el clima | |
| dc.title | Transmisión y Almacenamiento de Información Cuántica en Guías de Ondas Fotónicas | |
| dspace.entity.type | Tesis |
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