冷原子系综中量子关联光子对的产生

本文在87 Rb冷原子系综中通过自发拉曼散射过程进行了量子关联光子对产生的实验研究,测量了关联光子对的产生率和二阶关联函数g(2)随写光激发率、读光功率以及写光失谐等实验参数的关系曲线。结果表明:随着写光激发率的增加,光子对产生率线性增加,g(2)则不断减小;在小的读光功率处,光子对产生率和g(2)随着读光功率增加而增大,当读光功率超过30 mW后,产生率和g(2)随着读光功率增加反而有所下降;写光频率失谐为-5 MHz时光子对产生率和g(2)均达到最低,增大或减小写光失谐产生率和g(2)均逐渐增加。通过选取合适的实验参数,光子对产生率达到18对/秒,同时g(2)为106。本文的研究结果为产生高质量的纠缠源提供了实验基础。     

冷原子系综的光学厚度对腔增强量子存储读出效率的影响

本文在⁸⁷Rb冷原子系综中开展了腔增强量子存储,研究了光学厚度对读出效率的影响。我们通过改变冷却光的失谐量得到了原子系综不同的Optical Depth(OD),测量了读出效率随着原子系综光学厚度的变化。结果显示：当冷却光处于负失谐18.5 MHz的情况时,可使冷原子系综的OD达到最大值14,读出效率的增强倍数为1.6倍,本质恢复效率最大可达43.2%。     

光学腔增强光与冷原子耦合及自旋波读出效率的实验研究

在87Rb冷原子系综中,通过自发拉曼散射过程产生了光子与原子自旋波的关联对.利用光学腔增强光与原子的相互作用,使光子和原子自旋波关联对的产生率增加了3.8倍.同时,我们也研究了光学腔对原子自旋波读出效率的影响.结果表明,腔使自旋波的读出效率提高了1.5倍.本文的研究结果为下一步产生高恢复效率的光与原子量子纠缠提供了实验...     

读出效率对光与原子纠缠产生的影响

在光与原子纠缠态产生中,自旋波读出效率是影响纠缠质量的一个重要因素.本文在实验和理论上研究了读出效率与纠缠质量(Bell参量)的关系.实验上利用~(87)Rb冷原子系综中的自发Raman散射过程产生了光与原子量子纠缠.通过改变读光功率或OD (光学厚度),实现了读出效率的变化.在此基础上,研究了光与原子纠缠质量(Bell参量)随读出效率变化的关系.该实验将为高保真度的光与原子纠缠产生提供帮助.     

冷原子系综中光存储效率与耦合光强的关系研究

我们在87Rb冷原子团中利用电磁感应透明(EIT)动力学过程实现了光学信号的存储与释放,研究了光存储效率与耦合光强的关系.实验结果表明,在较低的耦合光强下,存储效率随耦合光强增大而增大,当耦合光达到一定强度时,存储效率不再增高,然后随着耦合光强增大而降低.通过分析光脉冲在冷原子团中传播时的吸收和色散特性,我们对存储效率随耦合光强的变化趋势给出了定性解释.     

光与原子纠缠存储寿命与磁场噪声关系的实验研究

在冷原子系综中,利用自发拉曼散射过程产生光与原子纠缠,测量了恢复效率随存储时间的关系。实验结果显示在没有施加轴向磁场时的存储寿命仅仅只有40μs。而在施加轴向磁场的情况下,存储时间在50μs以后甚至在400μs时都可以测量到明显的恢复信号,存储寿命明显高于100μs,远高于未施加轴向磁场时的情况。对这个实验现象进行分析认为:原子所处的环境中存在磁场噪声的影响,当没有轴向磁场时,噪声会扰乱自旋波信号的相位;当有轴向磁场时,磁场噪声对自旋波相位的影响便被抑制了。     

超冷原子系综的非高斯纠缠态与精密测量

量子精密测量是基于量子力学的基本原理对特定物理量实施测量,并利用量子效应提高测量精度的交叉科学.随着超冷原子实验技术的发展,超冷原子为量子精密测量提供了一个优异的研究平台.利用发展成熟的量子调控技术,人们可以基于超冷原子系综制备一些新奇的非高斯多粒子纠缠态.基于多体量子干涉,利用这些非高斯纠缠态作为输入,可以实现超越标准量子极限的高精度测量.本文简要综述这一研究领域的进展.     

冷原子系综内单集体激发态的相干操纵

原子系综内部分原子发生相干态转移后所处量子态被称为集体激发态.如果激发数目在单原子量级则被称为单激发态.在量子存储过程中,单光子以单激发态的形式在原子系综内进行存储.因此,研究单激发态的制备、演化、转化、干涉等过程是量子存储及其应用研究的关键.本文总结了近年来作者所在研究团队针对冷原子系综体系在此研究方向取得的若干成果.主要包括采用动量模式调控、三维光晶格等手段抑制单激发态的退相干,采用环形腔增强原子至光子的转化效率,发展基于拉曼光的单激发态相干转移技术,利用单量子态不同模式间干涉制备光与原子纠缠,利用里德伯阻塞机制提升纠缠制备效率等.此外,简要回顾了基于多个单激发态的量子中继及量子网络实验.     

原子系综中光学腔增强的Duan-Lukin-Cirac-Zoller写过程激发实验

原子系综中的Duan-Lukin-Cirac-Zoller(DLCZ)过程是产生光与原子(量子界面)量子关联和纠缠的重要手段.当一束写光与原子发生作用时,将会产生斯托克斯(Stokes)光子的自发拉曼散射,并同时产生一个自旋波(spin-wave)存储在原子系综中,上述过程即为DLCZ量子记忆产生过程.这一过程被广泛地...     

Generation of a Non-Classical Correlated Photon Pair via Spontaneous Four-Wave Mixing in a Cold Atomic Ensemble

Counter propagated write and read lasers can be used to generate non-classical correlated photon pairs in an atomic ensemble. We experimentally investigate how the detuning of the write laser affects the non-classical correlation function between the Stokes photon and the anti-Stokes photon, which are generated via a spontaneous four-wave mixing process using an off-axis configuration in a cold 85 Rb atomic ensemble. The change of the time-resolved second-order correlated function between the Stokes and anti-Stokes photons is presented. The experimental result suggests that a suitable choice of detuning should be considered in such an experiment.     

基于相关光子的单光子探测器量子效率测量系统

为准确测量近红外波段单光子探测器量子效率,搭建了基于自发参量下转换效应的测量系统.系统利用中心波长为518nm的脉冲激光泵浦周期极化磷酸氧钛钾晶体,通过自发参量下转换过程产生相关光子对,分别测量了Si和InGaAs雪崩光电二极管单光子探测器在778nm和1 550nm波长点的量子效率,并对测量不确定度进行了分析.实验表明,该装置可以测量近红外单光子探测器量子效率参量,测量不确定度均优于1%.     

基于光纤中三阶非线性效应的量子关联光子对制备

光纤中的三阶非线性效应可用于多种量子态的制备,为量子信息的研究提供了一种有效的工具。光纤波导结构具有非线性作用长度长以及传输损耗低的特点,这可使非线性效应显著增强;而且波导结构中所产生的量子态具有纯净的空间模式,这有利于量子态的收集和操控;此外现有光纤和光纤器件具有工艺成熟、稳定高效和成本低廉的特点,这使得基于光纤的量子光源具有小型化、低成本以及可与现有光纤网络高效集成的优势。对基于光纤的量子关联光子对的制备工作进行回顾,主要内容包括利用不同种类的光纤实现不同波段、不同频谱特性的关联光子对,以及不同自由度的纠缠关联光子对。     

微波消解-冷原子吸收光谱法测定电池中汞

建立了微波消解 冷原子吸收光谱快速测定电池中汞的分析方法。采用密闭微波酸湿法消解电池样品 ,优化了微波消解条件和仪器测定条件。以HNO3 H2 SO4(φ =4∶1)混合酸作消解液、微波加热 3min ,以0 5mol·L-1H2 SO4为反应介质在室温下测定。方法的特征浓度为 0 2 5 μg·L-1。测定了 5种电池样品 ,回收率在 99 9%～ 113%之间 ,相对标准偏差为 4 9%～ 11 9%。与传统法相比 ,该法具有快速、省试剂、消解完全、汞丢失少等优点。     

原子荧光法测定甘草中汞

利用还原气化的非色散型装置，以湿法消解的方式，对中药甘草中的痕量汞进行了原子荧光测定。研究了影响测定结果的条件，比较了两种玻璃仪器的洗涤方式，并以工作曲线法和加入作图法对照，试验回收率在86．9％－110．8％，误差＜13．1％，得出了满意的分析结果。     

冷原子吸收法测定人发和中成药中汞

本文以空气作载气考察了各种实验条件对冷原子吸收法测定汞的影响 ,在最佳实验条件下 ,汞的灵敏度为 1 1μg·L-1,检出限为 0 5 μg·L-1,校正曲线线性范围 0～ 4 0 μg·L-1。采用密封式压力消解样品 ,以HNO3、H2 SO4和H2 O2 ( 4 + 1+ 1)为氧化剂 ,SnCl2 为还原剂 ,成功地用于人发标样和不同种类中成药中汞的测定 ,相对标准偏差分别为 3 2 % ,1 5 %和 0 2 4 % ,回收率 94 6%～ 10 2 % ,用方便节省的空气代替高纯氩气作载气完全可行。     

微波消解-冷原子荧光法测定煤中痕量汞

微波消解技术具有样品溶解完全、污染少、节约试剂和方便快捷等特点。文章采用微波消解预处理煤样 ,并用冷原子荧光法测定样品中的痕量汞。采用硝酸 盐酸 氢氟酸消解体系 ,进行了微波消解条件的选择 ,并考察了载气流量、屏蔽气流量、负高压和干扰等对测定的影响。在选定的操作条件下 ,汞的检出限为0 0 3ng·mL-1,相对标准偏差 (n =7)小于 5 %。方法准确、快速和方便 ,利用国家标准参考物质煤飞灰GBW 0 84 0 1验证了方法的准确度 ,测定值与参考值基本吻合     

Generation of Superpositions of Atomic Coherent States Through Raman Atom-Field Interaction

We propose a scheme for the generation of superpositions of collective atomic coherent states. In the scheme a collection of degenerate A-type three-level atoms is confined in a high-Q cavity and interacts with the cavity field in a Raman manner. Then a state reduction on the field collapses the atomic system onto a superposition state.     

简易汞蒸气发生冷原子吸收法测定废水中痕量汞

提出了一种简易冷原子吸收测定废水样品中的痕量汞的新方法。探讨了实验参数及共存离子对分析结果的影响。检出限为 0 .39μg/ L(3σ) ,回收率在 94 %— 1 0 4 %之间 ,相对标准偏差 (2 0 μg/ L,n=6 )为 3.2 %。方法简便快速 ,线性范围宽 ,具有较高的灵敏度和准确度 ,可以满足实际样品测定的要求