En el arreglo experimental con átomos fríos se producen pares de fotones correlacionados usando MCO con configuración diamante. En este arreglo se consideran dos transiciones atómicas de un gas de rubidio 87, cuya doble excitación produce un par de fotones a los cuales se nombran señal y acompañante.
En el esquema, p1 corresponde al láser con longitud de onda de 780 nm que produce la transición del estado 5S1/2 al estado 5P3/2 con una desintonía ∆ suficientemente grande como para reducir el decaimiento espontáneo. La segunda transición de del estado 5P3/2 al estado 5D3/2 es inducida por el láser p2 con longitud de onda de 776 nm, con una desintonía δ más pequeña. El fotón señal (de 762 nm) es emitido debido a que ocurre un decaimiento entre los estados 5D3/2 y 5P1/2. Mientras que el fotón acompañante (de 795 nm) es emitido en un segundo decaimiento del 5P1/2 al 5S1/2.
Los átomos de rubidio son atrapados con una trampa magneto-óptica (TMO) dentro de un sistema de vacío junto. La nube atómica es alineada con los láseres del MCO. A la salida de la TMO, los fotones generados salen de forma colineal en un haz con cuatro frecuencias. Por lo cual se requiere agregar filtros que limpien la luz no absorbida por los átomos y que permita solo pasar los fotones correlacionados — señal y acompañante — a los detectores APD para poder realizar la estadística de detección y coherencia.
Del esquema anterior, p1 y p2 corresponden a los láseres usados en el MCO. Los cuales, junto con el láser semilla, son colimados por un lente esférico a un diámetro de 1.1 mm y posteriormente mezclados por el filtro FI1 de interferencia que solo transmite luz a 776 nm y refleja las otras dos longitudes de onda. Los tres haces son enviados colinealmente a la TMO con los átomos de rubidio atrapados, en donde se producen los pares de fotones correlacionados en la misma dirección de los haces de entrada. A la salida se agregan dos filtros de interferencia: IF3 solo permite transmitir la frecuencia de los fotones señal mientras que IF2 solo permite transmitir la frecuencia de los fotones acompañantes. Para cada filtro se utiliza un divisor de haz polarizante que envía los fotones a sus respectivos detectores APD.
Los fotones producidos presentan entrelazamiento en sus variables cuánticas como lo son la polarización o el momento angular orbital. El interés de su estudio es poder controlar estas variables a fin de modular su interacción con la materia, y con ello tener la posibilidad de construir redes cuánticas y realizar mediciones a distancia, por ejemplo. Los fotones producidos por el rubidio 87 pueden tener longitudes de onda dentro de la región de las telecomunicaciones mientras que su acompañante es resonante con el estado base. Por lo existe la posibilidad de que los fotones señal viajen muy lejos por medio de fibras ópticas al mismo tiempo que el fotón acompañante puede imprimir información cuántica en una memoria.
