Investigación

Proyectos

Oscilador paramétrico óptico para generar IR

Bombeando una ¨bow-tie ring cavity¨ con 150mW@532nm con un cristal no-lineal LBO en configuración tipo I ¨non-critical phase matching¨ en el foco principal de la cavidad se genera luz infraroja (IR) a 1064nm, ver foto. La cavidad está estabilizada a la longitud de onda del láser de bombeo a través del método Pound-Drever-Hall, mientras la luz IR se mantiene resonante a través del cambio de indice de refracción del cristal LBO con la temperatura.

Reconstrucción del estado cuántico de la luz

Con una configuración interferométrica homodina se pueden medir los datos necesarios para poder reconstruir el estado cuántico de la luz incidente.

Diodo de láser

Diodos de laser se encuentran en muchos dispositivos de la vida diaria (CD, DVD, puntero laser, etc). Pero estos laseres también estan capaces de generar luz de alta coherencia y con propiedades no clasicas, como por ejemplo el “anti-bunching”. Es un efecto en que los fotones se emiten con alta regularidad, una regularidad que no ocurre naturalmente en una fuente de luz. Este proyecto trata de desarrollar modelos teoricos para describir el mecanismo de la generación de “anti-bunching” en un diodo de laser.

Ver charla (QUOST II 2010).

Semiconductor qubits

Se trata de implementar bits cuánticos en un sustrato semiconductor a través de electrones localizados en impurezas o “quantum dots”. Es un trabajo teórico en que se trata de obtener algoritmos, tiempos realistas de operación, e implementaciones concretas para lograr operaciones cuanticas elementales de un procesador cuántico [Lastra11a, Lastra11b, Lastra12].

Ver poster (UK-Brazil Frontiers of Science 2010).
Ver charla (Quantum Optics V, 2010).

Spin squeezing

La interacción colectiva de un grupo de átomos con un pulso de luz polarizado, lo cual esta medido después en un polarímetro, puede generar una reducción de las fluctuaciones del spin de los átomos. En este trabajo se investiga las condiciones especificas bajo las cuales se genera “spin squeezing”.[(Test note.)]

Entrelazamiento entre átomos Atomos interactuan permanentemente con la radiación electromagnética a través de emisión espontanéa. Así se destruye gradualmente el entrelazamiento cuántico entre dos átomos. En estos trabajos se enfoca en los efectos del retroceso fotónico y en general en los efectos del movimiento mecánico cuántisado de los átomos.

Personas

Postdoctorados:

  • Dr. Freddy Lastra Perez, 2009-2010 (Profesor, U Antofagasta)

Alumnos Postgrados:

  • Sergio Godoy Montecinos, Doctorado
  • Lesslie Guerra Jorquera, Magíster 2009-2011 (Doctorado Ingeniería Eléctrica, PUC Rio de Janeiro, Brasil)

Alumnos Pregrados:

  • Ari Ortiz, Licenciatura en Física
  • Sergio Godoy Montecinos, Licenciatura en Física
  • Cristian González Mora, Licenciatura en Física (Doctorado Ciencias Naturales, TU Kaiserslautern, Alemania)
  • Lesslie Guerra Jorquera, Licenciatura en Física
  • Andrés Torres Kupfer, Licenciatura en Física (Magíster Ingeniería, PUC)

Colaboraciones:

Apellido, Nombre Institución Lugar País
Prof. Dr. Seifert, Birger Pontificia Universidad Católica de Chile Santiago Chile
Prof. Dr. Reyes, Sebastian Pontificia Universidad Católica de Chile Santiago Chile
Prof. Dr. Lastra, Freddy Universidad de Antofagasta Antofagasta Chile
Prof. Dr. Orszag, Miguel Pontificia Universidad Católica de Chile Santiago Chile
Prof. Dr. Klimov, Andrei Universidad de Guadalajara Guadalajara México
Prof. Dr. Sánchez-Soto, Luis Universidad Complutense Madrid España
Prof. Dr. Eberly, Joseph University of Rochester Rochester NY USA
Prof. Dr. Toschek, Peter Universität Hamburg Hamburg Alemania

Financiamento

Inicio Duración Programa Título PI CO
2014 3a FONDECYT Regular
CONICYT
Local probing of phase space of heralded single photons S.W.B. Seifert
2013 1a Puente 2013
VRI-PUC
Novel method for the quantum-state reconstruction of non-classical light S.W.
2013 1a FONDEF VIU II
CONICYT
Prototipo para la fabricación de laseres semiconductoresS. GodoyS.W.
2013 2m FONDEF VIU I
CONICYT
Prototipo para la fabricación de laseres semiconductoresS. GodoyS.W.
2012 2a Cooperación Científica Internacional
DRI-CONICYT
Comunicación vía polarización cuántica de la luzS.W.A.B. Klimov
U Guadalajara, Mexico
2009 4a FONDECYT Regular
CONICYT
Quantum optics and nonclassical-light generation with semiconductor light-emitting diodesS.W.B. Seifert
2005 4a FONDECYT Regular
CONICYT
Transfer of quantum correlations between light and matter wavesS.W.
2001 4a Emmy-Noether Grant
DFG
S.W.
1998 2a BASF Postdoctoral Research Grant
Studienstiftung des Deutschen Volkes
S.W.

Publicaciones

2017

[Klimov17]
A.B. Klimov, M. Zwierz, S. Wallentowitz, M. Jarzyna, K. Banaszek, Optimal lossy quantum interferometry in phase space, New J. Phys., accepted.

2016

[Seifert16]
B. Seifert, R. Wheatley, R. Rojas, S. Wallentowitz, U. Volkmann, K. Sperlich, H. Stolz, Unambiguous ultrashort pulse reconstruction from double spectrograms alone, J. Opt. 18, 1 (2016).

2015

[Rehacek15]
J. Řeháček, Y.S. Teo, Z. Hradil, S. Wallentowitz, Surmounting intrinsic quantum-measurement uncertainties in Gaussian-state tomography with quadrature squeezing, Scientific Reports 5, 12289 (2015).

[Romero15]
J.L. Romero, A.B. Klimov, S. Wallentowitz, Semiclassical dynamics of a rigid rotator: SO(3) covariant approach, New J. Phys. 17, 043015 (2015).

2014

[Lastra14]
F. Lastra, C.E. López, S.A. Reyes, S. Wallentowitz, Emergence of metastable pointer states basis in non-Markovian quantum dynamics, Phys. Rev. A 90, 062103 (2014).

[Seifert14]
B. Seifert, S. Wallentowitz, U. Volkmann, A. Hause, K. Sperlich, H. Stolz, Spectrographic phase-retrieval algorithm for femtosecond and attosecond pulses with frequency gaps, Opt. Commun. 329, 69 (2014).

[Mack14]
G. Mack, S. Wallentowitz, P.E. Toschek, Decoherence in generalized measurement and the quantum Zeno paradox, Physics Reports 540, 1 (2014).

[Klimov14]
A.B. Klimov, J.L. Romero, S. Wallentowitz, Quantum-state tomography for optical polarization with arbitrary photon numbers, Phys. Rev. A 89, 020101(R) (2014).


2013

[Godoy13]
S. Godoy, B. Seifert, S. Wallentowitz, Mimicking anti-correlations with classical interference, Phys. Scr. T153, 014030 (2013).


2012

[Wallentowitz12]
S. Wallentowitz, B. Seifert, S. Godoy, Local sampling of the quantum phase-space distribution of a continuous-wave optical beam, New J. Phys. 14 105019 (2012)

[Lastra12]
F. Lastra, S.A. Reyes, S. Wallentowitz, Phonon-induced entanglement dynamics of two donor-based charge quantum bits, J. Phys. B 45, 015503 (2012)


2011

[Lastra11b]
F. Lastra, S.A. Reyes, S. Wallentowitz, Non-Markovian decoherence in donor-based charge quantum bits, Rev. Mex. Fis. S 57, 148 (2011)

[Lastra11a]
F. Lastra, S.A. Reyes, S. Wallentowitz, Analytic model of non-Markovian decoherence in donor-based charge quantum bits, J. Phys. B 44, 015504 (2011)


2010

[Lastra10]
F. Lastra, S. Wallentowitz, Dynamics of entanglement between two free atoms with quantized motion, J. Phys. B 43, 125501 (2010)


2009

̣[Lastra09]
F. Lastra, S. Wallentowitz, M. Orszag, M. Hernandez, Quantum recoil effects in finite-time disentanglement of two distinguishable atoms, J. Phys. B 42, 065504 (2009)


2008

[Wallentowitz08b]
S. Wallentowitz, A.B. Klimov, Photo-detection using Bose-condensed atoms in a micro trap, Phys. Rev. A 78, 043822 (2008)

[Wallentowitz08a]
S. Wallentowitz, P.E. Toschek, Spontaneous recoil effects of optical pumping on trapped atoms, Phys. Rev. A 78, 043412 (2008)


2007

[Wallentowitz07]
S. Wallentowitz, P.E. Toschek, Comment on: “Defense of 'Impossibility of distant indirect measurement of the quantum Zeno effect'”, Phys. Lett. A 367, 420 (2007)


2006

[Ivanov06b]
D. Ivanov, S. Wallentowitz, Making atom-atom correlations observable by feedback control, Laser Physics 16, 683 (2006)

[Wallentowitz06]
S. Wallentowitz, P.E. Toschek, Comment on: “Complete resolution of the quantum Zeno paradox for outside observers”, Phys. Lett. A 355, 489 (2006)

[Ivanov06a]
D. Ivanov, S. Wallentowitz, Test of the quantumness of atom-atom correlations in a bosonic gas, Europhys. Lett. 73, 499 (2006)


2005

[Wallentowitz05]
S. Wallentowitz, P.E. Toschek, Comment on “Impossibility of distant indirect measurement of the quantum Zeno effect”, Phys. Rev. A 72, 046101 (2005)


2004

[Ivanov04b]
D. Ivanov, S. Wallentowitz, Non-Markovian particle dynamics in continuously controlled quantum gases, Phys. Rev. Lett. 93, 260603 (2004)

[Wallentowitz04b]
S. Wallentowitz, W. Vogel, P.E. Toschek, Robust “trapping states” in the motion of a trapped ion, Opt. Commun. 239, 109 (2004)

[Ivanov04a]
D. Ivanov, S. Wallentowitz, Transverse confinement in stochastic cooling of trapped atoms, J. Opt. B 6, S524 (2004)

[Wallentowitz04a]
S. Wallentowitz, T. Richter, W. Vogel, et al., Trends in quantum optics: 10th Central European Workshop on Quantum Optics, J. Opt. B 6, S1 (2004)

[Adelswärd04]
A. Adelswärd, S. Wallentowitz, Quantum decoherence in the rotation of small molecules, J. Opt. B 6, S147 (2004)

[Londero04]
P. Londero, C. Dorrer, M. Anderson, et al., Efficient optical implementation of the Bernstein-Vazirani algorithm, Phys. Rev. A 69, 010302 (2004)


2003

[Adelswärd03b]
A. Adelswärd, S. Wallentowitz, W. Vogel, Erratum: Rotational master equation for cold laser-driven molecules (vol A 67, art no 063805, 2003), Phys. Rev. A A 68, 049901 (2003)

[Ivanov03]
D. Ivanov, S. Wallentowitz, I.A. Walmsley, Quantum limits of stochastic cooling of a bosonic gas, Phys. Rev. A 67, 061401 (2003)

[Adelswärd03a]
A. Adelswärd, S. Wallentowitz, W. Vogel, Rotational master equation for cold laser-driven molecules, Phys. Rev. A 67, 063805 (2003)


2002

[Wallentowitz02b]
S. Wallentowitz, Quantum theory of feedback of bosonic gases, Phys. Rev. A 66, 032114 (2002)

[Kozlov02]
V.V. Kozlov, S. Wallentowitz, S. Raghavan, Ultrahigh reflection from a medium with ultraslow group velocity, Phys. Lett. A 296, 210 (2002)

[Wallentowitz02a]
S. Wallentowitz, I.A. Walmsley, L.J. Waxer, T. Richter, Rotationally induced collapse and revivals of molecular vibrational wavepackets: model for environment-induced decoherence, J. Phys. B 35, 1967 (2002)


2001

[Brif01]
C. Brif, H. Rabitz, S. Wallentowitz, and I.A. Walmsley, Decoherence of molecular vibrational wavepackets: Observable manifestations and control criteria, Phys. Rev. A 63, 063404 (2001)


2000

[Kis00]
Z. Kis, T. Kiss, J. Janszky, P. Adam, S. Wallentowitz, and W. Vogel, Detection of nonclassical oscillations in phase space by cascaded optical homodyning, Laser Physics 10, 90 (2000)

[Zuchetti00]
A. Zucchetti, S. Wallentowitz, W. Vogel, and N.P. Bigelow, Quantum-state reconstruction of atoms in optical lattices, Phys. Rev. A 61, 011405(R) (2000)

[Gutzeit00]
R. Gutzeit, S. Wallentowitz, and W. Vogel, Reconstructing the time evolution of a quantized oscillator, Phys. Rev. A 61, 062105 (2000)


1999

[Vogel99]
W. Vogel and S. Wallentowitz, Interference of light with localized atomic wave functions, Opt. and Spectr. 87, 663 (1999)

[Kis99]
Z. Kis, T. Kiss, J. Janszky, P. Adam, S. Wallentowitz, and W. Vogel, Local sampling of phase-space distributions by cascaded optical homodyning, Phys. Rev. A 59, R39 (1999)

[Wallentowitz99b]
S. Wallentowitz, W. Vogel, and P.L. Knight, High-order nonlinearities in the motion of a trapped atom, Phys. Rev. A 59, 531 (1999)

[Moya99]
H. Moya-Cessa, S. Wallentowitz, and W. Vogel, Quantum-state engineering of a trapped ion by coherent-state superpositions, Phys. Rev. A 59, 2920 (1999)

[Wallentowitz99a]
S. Wallentowitz, R.L. de Matos Filho, S.-C. Gou, and W. Vogel, Reconstruction of the two-mode vibronic quantum state of a trapped atom, Eur. Phys. J. D 6, 397 (1999)

[DiFidio99]
C. Di Fidio, S. Wallentowitz, Z. Kis, and W. Vogel, Quantum-jump effects in the motion of a Raman-driven trapped ion, Phys. Rev. A. 60, R3393 (1999)


1998

[Wallentowitz98]
S. Wallentowitz and W. Vogel, Nonlinear squeezing in the motion of a trapped atom, Phys. Rev. A 58, 679 (1998)


1997

[Opatrný97]
T. Opatrný, D.-G. Welsch, S. Wallentowitz, and W. Vogel, Quantum state reconstruction by multichannel unbalanced homodyning, J. Mod. Opt. 44, 2405 (1997)

[Wallentowitz97b]
S. Wallentowitz, R.L. de Matos Filho, and W. Vogel, Determination of entangled quantum states of a trapped atom, Phys. Rev. A 56, 1205 (1997)

[Wallentowitz97a]
S. Wallentowitz and W. Vogel, Quantum mechanical counterpart of nonlinear optics, Phys. Rev. A 55, 4438 (1997)


1996

[Wallentowitz96c]
S. Wallentowitz and W. Vogel, Motional quantum states of a trapped ion: measurement and its backaction, Phys. Rev. A 54, 3322 (1996)

[Wallentowitz96b]
S. Wallentowitz, W. Vogel, I. Siemers, and P.E. Toschek, Vibrational amplification by stimulated emission of radiation, Phys. Rev. A 54, 943 (1996)

[Wallentowitz96a]
S. Wallentowitz and W. Vogel, Unbalanced homodyning for quantum state measurements, Phys. Rev. A 53, 4528 (1996)


1995

[Wallentowitz95]
S. Wallentowitz and W. Vogel, Reconstruction of the quantum mechanical state of a trapped ion, Phys. Rev. Lett. 75, 2932 (1995)

Conferencias: Conferencias

Curriculum vitae

Datos generales:

Fecha de nacimiento: 02.12.1968
Lugar de nacimiento: Esslingen am Neckar, Alemania
Nacionalidad: Aleman
Estado civil: Casado

Grado academico:

Doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.), Universität Rostock, Alemania, 1998

Grado profesional:

Diplom-Physiker (Dipl.-Phys.), Universität Ulm, Alemania, 1994

Educación:

1994-1998: Estudio postgrado (doctorado), Universität Rostock, Alemania
1989-1994: Estudio pregrado, Universität Ulm, Alemania
1988-1989: Servicio militar (obligatorio)
1979-1988: Pestalozzi Gymnasium Biberach, Alemania
1975-1979: Grundschule Rissegg-Rindenmoos, Alemania

Cargos:

2008-ahora: Profesor asociado, Facultad de Fisica, PUC
2005-2008: Profesor asistente, Facultad de Fisica, PUC
2001-2005: Senior Researcher, Universität Rostock, Alemania
1998-2000: Visiting Postdoc, University of Rochester, EEUU
1994-1998: Investigador, Universität Rostock, Alemania

Estadías:

08-09/2011: Department of Physics and Astronomy & Rochester Theory Center, U Rochester, Rochester NY, EEUU (5 semanas)
07/2011: Department of Physics, Palacky University, Olomouzc, Cech Republic (1 semana)
07/2008: Institut für Laserphysik, Universität Hamburg, Alemania (2 semanas)
07/2007: Department of Physics, University of Turku, Turku, Finland (2 semanas)
07/2006: Max-Planck Institut für Quantenoptik, Garching, Alemania (1 semana)
03/2004: Facultad de Física, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile (1 semana)
06/2003: Clarendon Laboratory, University of Oxford, Oxford, Reino Unido (2 semanas)
03/2002: Clarendon Laboratory, University of Oxford, Oxford, Reino Unido (2 semanas)
2002: INAOE, Puebla, Mexico (4 semanas)
07/2001: Department of Physics and Astronomy & Rochester Theory Center, University of Rochester, Rochester NY, EEUU (2 weeks)
12/2000: Rio de Janeiro, Brasil (2 semanas)
11/1998 - 10/2000: Department of Physics and Astronomy & Rochester Theory Center, University of Rochester, Rochester NY, EEUU (2 años)
1998: Department of Nonlinear and Quantum Optics, Institute for Solid State Physics and Optics, Budapest, Hungary (2 semanas)
Laboratoire Kastler-Brossel, Ecole Normale Supérieure (2 semanas)
Max-Planck Institut für Quantenoptik, Garching, Alemania (1 semana)
Institut für Laserphysik, Universität Hamburg, Alemania (1 semana)

Alumnos supervisados:

  • Postgrado:
    • Guerra Jorquera, Lesslie,
      Magister, PUC 2012
    • Ivanov, Denis,
      Dr. rer. nat., U Rostock, Alemania, 2005
    • Adelswärd, Anicka
      Dr. rer. nat., U Rostock, Alemania, 2005
  • Pregrado:
    • Godoy Montecinos, Sergio,
      Controlador de temperatura para un diodo láser, PUC, 2011
    • Gonzalez Mora, Cristian,
      Development of a voltage-controlled driver for piezoelectric actuators, PUC, 2011
    • Guerra Jorquera, Lesslie,
      Efectos vibracionales al bombear un ión atrapado con láser, PUC, 2008
    • Torres Küpfer, Andrés,
      PUC, 2006

Membresía:

Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG)
Optical Society of America (OSA)

Practica & Tesis

Tesis ya realizados:

Estadística de fotones sub-Poissoniana en el micromazer
Lesslie Guerra Jorquera, Magíster en Física, 2011-2 (trabajo teórico)

Controlador de temperatura para un diodo láser
Sergio Godoy Montecinos, Práctica de Licenciatura, 2011-1 (trabajo experimental)

Development of a voltage-controlled driver for piezoelectric actuators
Cristian González Mora, Práctica de Licenciatura, 2010-2 (trabajo experimental)

Efectos vibracionales al bombear un ión atrapado con láser
Lesslie Guerra Jorquera, Práctica de Licenciatura, 2008 (trabajo teórico)

Andrés Torres Küpfer, Práctica de Licenciatura, 2006 (trabajo teórico)

Docencia

Pregrado

Postgrado

  • FIM8650 Electrodinámica I

Apuntes

Los apuntes disponibles aquí no reemplazan los propios apuntes hechos por cada alumno. El ser humano aprende basicamente por tres caminos: ver, escuchar, y hacer. Una combinación de los tres procesos asegura un aprendizaje óptimo. Por lo tanto, lo mejor para el alumno es escribir sus propios apuntes.

Curso Apuntes
FIZ0121 Mecánica Clásica I fiz0121.djvu
FIZ0211 Termodinámica y Teoría Cinética fiz0211-1.pdf, fiz0211-2.pdf, fiz0211-3.pdf fiz0211-4.pdf fiz0211-5.pdf
FIZ1405 Métodos numéricos en Física fiz1405.pdf
FIZ1420 Óptica atómica fiz1420.djvu
FIM8650 Electrodinámica I fim8650.djvu
FIS1522 Ondas y Calor apuntes-i.djvu, apuntes-ii.djvu, apuntes-iii.djvu

Sistema internacional (SI)

Lamentablemente en Chile se enseña un uso incorrecto de unidades físicas, como por ejemplo $L=1.5 [{\mathrm m}]$ donde se usan erroneamente corchetes para la unidad metro. Correcto es escribir $L = 1.5{\mathrm m}$. Los corchetes tienen su propia función, se usan para obtener la unidad de una magnitud, por ejemplo: $[L] = {\mathrm m}$ (unidad de la magnitud L es metro).

Para aclarar este asunto y para adoptar una práctica correcta por favor leer las publicaciones del Bureau International des Poids et Mesures. Las mas importantes publicaciones son si_brochure_8_en.pdf donde se define el sistema internacional (SI) y jcgm_200_2008.pdf donde se explica el uso correcto del corchete “$[\ldots]$”.

Enlaces

OSA student chapter

En el año 2009 se formó un OSA Student Chapter en el Departamento de Física de la PUC. El grupo forma parte de una red internacional de grupos de la Optical Society of America (OSA).

El grupo de estudiantes OSA - PUC Chile, fue creado con el interés de difundir la óptica y la fotónica en sus distintos matices, por medio de distintas actividades. El grupo se conforma con alumnos de postgrado, alumnos de pregrado y con el interés de los académicos que investigan en dicha área.

Otros enlaces

Contacto

Dirección electrónica: swallent@fis.puc.cl

Dirección postal:

Departamento de Física
Facultad de Física
Pontificia Universidad Católica de Chile
Casilla 306, Santiago 22, Chile