全固态单纵模脉冲Nd:YVO_4环形激光器

设计并研制了全固态调Q脉冲单纵模Nd:YVO4环形激光器。利用880nm激光二极管端面抽运Nd:YVO4晶体,通过四镜环形谐振腔中插入声光调Q晶体、标准具,并优化激光谐振腔的结构,获得了重复频率为200Hz、脉宽为26.6ns的单纵模脉冲1.064μm激光输出。当泵浦功率为15 W时,单纵模激光输出的单脉冲能量为570μJ、脉冲能量稳定性优于3%。     

利用马赫-增德尔干涉仪改善光纤激光器输出激光性能的研究

本文设计了马赫-曾德尔干涉仪(MZI)在实验上改善1.5μm光纤激光器的输出性能,研究了MZI分束镜的反射率以及锁定MZI透过率对抑制激光输出噪声的影响。在MZI运转于最佳状态时,1.5μm光纤激光器的功率稳定性由±0.20%提升至±0.09%,激光的强度噪声在10 kHz^35 kHz分析频率范围内得到了抑制,在分析频率为15 kHz处,强度噪声降低了约8 dB,为制备1.5μm非经典光场提供了优质激光光源。     

LD端面泵浦全固态连续单纵模3微米激光器的理论研究

理论研究了LD端面泵浦全固态连续单纵模3μm激光器的输出特性。基于对Er:YAG激光器的能量过程的分析,建立了考虑晶体热效应影响的速率方程模型,讨论了晶体控温温度、掺杂浓度、晶体长度、泵浦-振荡激光模式匹配比率、输出镜透射率、单向器插入损耗等参数对连续单纵模3μm激光输出特性的影响,为高功率连续单纵模3μm激光光源的设计和优化提供了理论依据。     

音频段1.34μm压缩态光场的实验制备

音频段压缩态光场是进行连续变量量子精密测量重要的量子资源.本文利用自制的低噪声连续单频671 nm/1.34μm双波长激光器作为抽运源,抽运基于周期极化磷酸氧钛钾晶体的简并光学参量振荡器,进行了光通信波段1.34μm连续变量音频段真空压缩态光场的实验制备.当简并光学参量振荡器运转于阈值以下参量反放大状态时,抽运光场功率为95 mW,本地振荡光功率为60μW时,在分析频率8—100 k Hz范围内研制出1.34μm真空压缩态光场.在分析频率36 k Hz处,压缩态光场的最大压缩度达5.0 d B;在音频频率8k Hz处,压缩态光场的压缩度达3.0 d B.音频段1.34μm压缩态光场可用于实现基于光纤的量子精密测量.     

Generation of self-oscillations from a singly resonant periodically poled potassium titanyl phosphate crystal frequency doubler

We report on the generation of self-oscillations from a continuously pumped singly resonant frequency doubler based on a periodically poled potassium titanyl phosphate crystal （PPKTP）. The sustained square-wave and staircase curve of self-oscillations are obtained when the incident pump powers are below and above the threshold of subharmonic-pumped parametric oscillation （SPO）, respectively. The self-oscillations can be explained by the competition between the phase shifts induced by cascading nonlinearity and thermal effect, and the influence of fundamental nonlinear phase shift by the generation of SPO. The simulation results are in good agreement with the experiment data.     

基于量子增强型光纤马赫-曾德尔干涉仪的低频信号测量

利用低频光通信波段真空压缩态光场可实现基于光纤的量子精密测量.本文利用简并光学参量振荡器实验制备出1550 nm低频真空压缩态光场.在分析频段10—500 kHz范围内压缩态光场的压缩度均达3 dB.用实验制备的1550 nm真空压缩态光场填补光纤马赫-曾德尔干涉仪的真空通道,实现了量子增强型光纤马赫-曾德尔干涉仪,完成了突破标准量子极限的相位调制频率为500 kHz的低频信号测量.与光纤马赫-曾德尔干涉仪相比,测量信噪比提高了2 dB.     

基于光学参量振荡器的可调谐红外激光的强度噪声特性

红外激光光源在微量气体、高分辨率光谱分析和量子光学研究等领域具有重要的应用.本文利用锁定单共振光学参量振荡器内腔标准具的方案获得了无跳模连续调谐的红外激光输出,理论和实验研究了红外激光的强度噪声特性,分析了影响强度噪声的因素.通过控制非线性晶体的温度和标准具调制信号实现了对红外激光强度噪声的抑制.当控制非线性晶体工作温度为60℃,内腔标准具调制信号为8 kHz时,单共振光学参量振荡器输出信号光和闲置光的强度噪声分别降低了11和8 dB.     

420mW全固态连续单频可调谐1542nm激光器

设计并研制了一台激光二极管端面泵浦的全固态连续单频可调谐1 542nm激光器。通过设计谐振腔的镀膜参数调控Er,Yb:YAB激光器的增益谱,实现了1 542nm波段的激光振荡。在此基础上,通过优化激光晶体的厚度和谐振腔的输出耦合镜透射率等参数,并利用扭摆模腔选择单纵模技术,获得了最大输出功率为420mW的连续单频1 541.9nm激光运转。输出激光在3小时内的功率稳定性优于±3%,激光强度噪声在分析频率3 MHz处即达到散粒噪声极限。通过内腔电光晶体和电光标准具调控谐振腔的腔长,实现了激光器在1 541.959nm～1 542.014nm的波长范围内的准连续波长调谐。     

实验制备光通信波段1.34μm高纯度的压缩态

本文利用周期极化磷酸氧钛钾晶体构成的光学参量振荡器实验制备了光通信波段1.34μm纯度为0.993的真空压缩态光场,压缩态光场的压缩度为2.98dB、反压缩度为3.04dB。高纯度的真空压缩态光场可为制备光通信波段高保真度的薛定谔猫态提供量子光源。     

连续变量Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场在光纤信道中分发时纠缠的鲁棒性

Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场是实现基于光纤的连续变量量子信息处理的重要量子光源,其在光纤信道分发时会与信道相互作用发生解纠缠,影响量子信息处理的性能.本文利用部分转置正定判据分析了Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场在单通道和双通道光纤信道分发方案中,其初始态的关联正交分量对称性、模式对称性、纯度和光纤信道额外噪声对传输距离、纠缠态光场的纠缠特性及鲁棒性的影响.在单通道和双通道方案中,光纤信道的额外噪声都会引起纠缠态光场的解纠缠,随着噪声的增大,传输距离迅速减小.要保持Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场在光纤损耗信道中的纠缠鲁棒性,双通道方案比单通道方案对初始态的关联正交分量对称性和纯度方面的要求更为苛刻.而且单光纤噪声通道分发方案对模式对称性参数不敏感,模式对称性参数变化不会引起解纠缠,也不影响最大传输距离和纠缠鲁棒性特征;在双光纤噪声通道分发时,模式不对称参数降低会减小最大传输距离,并出现纠缠突然死亡.