Design of the system control for a quantum entanglement optical alignment system

Abstract

Esta tesis tiene como objetivo diseñar un sistema de control para una configuración de alineación óptica cuántica, con el fin de aumentar la probabilidad de recolectar pares de fotones en un sistema de fotones entrelazados. El diseño incluye la fabricación de componentes impresos en 3D para motorizar los soportes del espejo cinemático y la lógica de control para ocho motores paso a paso, todo ello gestionado por un microcontrolador de 32bits. El desarrollo abarca los aspectos mecánicos, de control y de software, incluyendo la transmisión de instrucciones de control del motor y el almacenamiento de datos de movimiento para fines de aprendizaje. Se han probado tanto los componentes mecánicos como los eléctricos y se han recopilado datos, lo que ha revelado errores que se han corregido en iteraciones posteriores del sistema. Si bien se presentan los resultados de la simulación, no se incluyen los resultados finales de la implementación debido a limitaciones de tiempo para experimentos adicionales. Se requieren más pruebas y mejoras para validar completamente el rendimiento del sistema.

This thesis aims to design a control system for a quantum optical alignment setup, with the goal of increasing the probability of collecting photon pairs in an entangled photonsystem. The design includes the fabrication of 3D-printed components used to motorize the kinematic mirror mounts and the control logic for eight stepper motors, all managed by a 32-bit microcontroller. The development covers the mechanical, control, and software aspects, including the transmission of motor control instructions and the storage of movement data for learning purposes. Both the mechanical and electrical components have been tested, and data has been collected, revealing errors that have been addressed in subsequent iterations of the system. Although the simulation results are presented, the final implementation results are not included due to time constraints for additional experiments. Further testing and refinement are required to fully validate the system’s performance.