压缩态光场在双光子吸收介质中的演化

采用生成函数方法,由光场密度算符主方程,求得光场压缩度s,二阶相干度g^(x)和光子统计分布的严格解析表达式,同时讨论它们随标度时间τ的演化。计算表明,在双光子吸收过程中,虽然压缩度s逐渐减弱,但相当长的时间内光场仍呈现压缩特性;该过程有利于呈现和增强光子反聚束效应和光子亚泊松分布特性;光子分布的振荡特征维持较短一段时间后很快消失。 关键词：     

压缩相干态通过参量图像放大系统的光学像

取压缩相干态作为参量图像放大系统的输入像，研究了输出光学像的性质.结果表明：参量 图像放大系统能够控制输出光学像的压缩度和压缩方向，即压缩度的增加与减小和压缩方向 的改变决定于参量图像放大系统的参数选择. 关键词： 参量图像放大系统 压缩相干态 压缩度 压缩方向角     

宽频带压缩态光场光学参量腔的设计

压缩态光场是量子光学研究中的一种重要量子资源.在量子信息应用中,压缩态光场的频谱带宽是限制信息传输容量的重要指标.目前,光学参量振荡器是产生强压缩度非经典光场最有效的方法之一.本文通过分析输出耦合镜透射率、线宽、阈值功率对简并光学参量振荡器频谱带宽的影响,实验完成了低阈值(18 mW)、宽频带(84.2 MHz)、高稳定(锁定基线标准偏差为0.32 MHz)量子压缩器的设计.结果表明,相比单共振光学参量振荡器,双共振腔型具有低阈值、高稳定的特点,更适合于宽频带压缩态光场的制备与实际应用.     

由非简并光学参量放大系统获得压缩态光所满足的Fokker-Planck方程及其解

通过解非简并光学参量放大的Fokker-Planck方程，得出压缩态光的腔内最大压缩的量子起伏为1/16（真空起伏为1/4）,与已知的简并光学参量放大情形腔内最大压缩为1/8相比，压缩度提高了一倍. 关键词： 非简并光学参量放大 Fokker-Planck方程 腔内最大压缩     

Kerr介质对光场压缩效应的影响

通过对一个充满Ｋｅｒｒ介质的高Ｑ腔中的级联三能级原子与单模相干态场相互作用系统中，光场的压缩效应的研究，利用数值计算的方法讨论了Ｋｅｒｒ介质对光场压缩的影响，以及Ｋｅｒｒ介质存在时，激发强度及耦合系统与光场压缩的关系。     

压缩粒子数态在克尔介质中的相位特性

利用Ｐｅｇｇ－Ｂａｒｎｅｔｔ相位理论，研究了压缩粒子数态在克尔介质中的相位特性，结果表明，其相位分布可存在八峰结构。最后讨论相位方差的动力学演过程。     

测量相位算符在压缩热场态中的压缩效应

利用Bannett和Pegg提出的测量相位算符讨论了压缩热场态中测量相位算符的压缩效应。结果表明测量相位算符在压缩热场态中存在CS类压缩，压缩特性与相干态参数幅角θ、平均光子数n^-和压缩参量r有密切的关系。随着n^-和r的增大，CS类压缩效应逐渐减弱，直至完全消失。另有计算表明测量相位算符在压缩热场态中不存在CN和SN类压缩。     

皮秒短脉冲光参量啁啾脉冲放大中泵浦信号高精度同步主动控制技术研究

在皮秒短脉冲泵浦的光参量啁啾脉冲放大(ps-OPCPA)系统中,泵浦光与信号光之间的高精度时间同步是需要解决的关键问题之一.本文基于中国工程物理研究院激光聚变研究中心的全OPCPA激光装置,对用于前端ps-OPCPA中泵浦光与信号光的高精度同步主动控制技术进行了详细研究.采用大啁啾信号光窄光谱光参量放大的主动反馈方式,通过合理设计反馈光路信号光的时域展宽啁啾系数,将泵浦光与信号光的同步时间抖动从ps量级降低至百fs量级的时间范围,从而极大地改善了前端ps-OPCPA的能量和光谱不稳定性:7 min测试时间内泵浦光与信号光相对同步时间抖动的均方根值(RMS)从458 fs改善至93 fs,输出能量RMS不稳定性从30.3%改善至3.15%,且维持光谱宽度大于100 nm的稳定宽光谱输出.     

非线性简并光学参量放大系统的量子起伏

解析求解了P表象中考虑抽运吃空后的非线性含时简并光学参量放大系统获得压缩光所满足的福克尔-普朗克（Fokker-Planck）方程,并且计算了它在阈值附近及远离阈值的量子起伏。研究表明：若略去与η成正比的项,则通解很自然地过渡到线性近似解。计及与η成正比的项后,该解与Drummond等在阈值附近的微扰展开理论相比,基本相符。但在远离阈值处,微扰展开理论不适用,而该结果在阈值附近以及远离阈值的整个区域均是适用的。当μ→0压缩很小时,起伏趋近于真空起伏;而μ〉〉1,压缩增大时,趋近1／1＋μ线性理论。     

交流斯塔克效应对简并喇曼过程场振幅N次方压缩的影响

用改进型有效哈密顿量方法研究简并喇曼过程中辐射场的振幅N次方压缩。发现如果场初始处于相干态,则它以后不会获得任何次方的压缩。如果场初始处于压缩真空态,则它以后可获N次方压缩。讨论了场涨落对次幂N、初场平均光子数n和压缩角ξ的依赖关系。     

Generation of squeezed TEM01 modes with periodically poled KTiOPO4 crystal

Spatial quantum optics and quantum information based on the high order transverse mode are of importance for the super-resolution measurement beyond the quantum noise level. We demonstrated experimentally the transverse plane TEM01 Hermite-Gauss quantum squeezing. The squeezed TEM01 mode is generated in a degenerate optical parametric amplifier with the nonlinear crystal of periodically poled KTiOPO4. The level of 2.2-dB squeezing is measured using a spatial balance homodyne detection system.     

Generation of squeezed TEMM01 modes with periodically poled KTiOPO4 crystal

Spatial quantum optics and quantum information based on the high order transverse mode are of importance for the super-resolution measurement beyond the quantum noise level. We demonstrated experimentally the transverse plane TEM₀₁ Hermite-Gauss quantum squeezing. The squeezed TEM₀₁ mode is generated in a degenerate optical parametric amplifier with the nonlinear crystal of periodically poled KTiOPO₄. The level of 2.2-dB squeezing is measured using a spatial balance homodyne detection system.     

弱抽运下光学参量过程中压缩真空场的光子统计性质

在理论和实验上研究了光学参量振荡中产生的弱压缩真空场的光子统计行为. 弱压缩真空具有强烈的光子聚束效应,这种比热光场更强的聚束效应在量子光学和量子测量中具有重要的应用. 利用远离阈值的光学参量振荡(optical parametric oscillator, OPO )过程,在实验上产生了该弱压缩真空输出,运转波长在铯原子线附近. 通过Hanbury-Brown-Twiss(HBT)测量了OPO输出光场的二阶关联函数,实验结果与理论分析基本一致. 关键词： 压缩真空态 二阶相干度 光学参量振荡     

铷原子D1线真空压缩光场的产生及态重构

碱金属原子是光量子存储的良好介质,与碱金属原子共振的非经典光场是量子信息处理的重要资源.本文采用周期极化磷酸氧钛晶体作为非线性介质,利用参量振荡过程产生了795 nm(铷原子D1线)的真空压缩光场.通过对平衡零拍探测系统的时域信号进行采集,得到压缩光场不同相位角下的噪声分布;利用极大似然估计法对压缩光场进行了态重构,得到了密度矩阵及相空间的Wigner函数.理论计算了真空压缩场的光子数分布和Wigner函数,并对理论计算结果和极大似然重构结果进行了分析和比较.     

10-Hertz squeezed light source generation on the cesium D2 line using single photon modulation

Generation of squeezed light source is a promising technique to overcome the standard quantum limit in precision measurement. Here, we demonstrate an experimental generation of quadrature squeezing resonating on the cesium D₂ line down to 10 Hz for the first time. The maximum squeezing in audio frequency band is 5.57 dB. Moreover, we have presented a single-photon modulation locking to control the squeezing angle, while effectively suppressing the influence of laser noise on low-frequency squeezing. The whole system operates steadily for hours. The generated low-frequency squeezed light source can be applied in quantum metrology, light−matter interaction investigation and quantum memory in the audio frequency band and even below.     

Super-sensitivity measurement of tiny Doppler frequency shifts based on parametric amplification and squeezed vacuum state

The precision measurement of Doppler frequency shifts is of great significance for improving the precision of speed measurement. This paper proposes a precision measurement scheme of tiny Doppler shifts by a parametric amplification process and squeezed vacuum state. This scheme takes a parametric amplification process and squeezed vacuum state into a detection system, so that the measurement precision of tiny Doppler shifts can exceed the Cram′er–Rao bound of coherent light. Simultaneously, a simulation study is carried out on the theoretical basis, and the following results are obtained: for the signal light of Gaussian mode, when the amplification factor g = 1 and the squeezed factor r = 0.5, the measurement error of Doppler frequency shifts is 14.4% of the Cramer–Rao bound of the coherent light in our system. At the same time,when the local light mode and squeezed vacuum state mode are optimized, the measurement precision of this scheme can be further improved by ■ times, where n is the mode-order of the signal light.     

Coherent effect of triple-resonant optical parametric amplification inside a cavity with injection of a squeezed vacuum field

In theory, we study the quantum tluctuatlons ot tlae suDllarmonlc renecteu nela Irom a ulplc-rc~ulltUtt IdU~ClIClatC optical parametric amplifier （OPA） inside an optical cavity. We discuss two cases, where the linewidth of the harmonic field is either much narrower or broader than the subharmonic field. Since an electromagnetically-induced-transparency （EIT）-like effect can be simulated in a triple-resonant OPA, the output spectra from a triple-resonant OPA with a squeezed vacuum input may simulate the phenomenon of the response of an EIT medium for squeezed states. This scheme can be implemented with present experimental setups.     

相位算子在单模压缩态中的行为

本文仔细讨论了相位算子在单模压缩态光场中的行为,计算了压缩态下相位算子的平均值和涨落。在得到了严格的、普遍性的结果后我们详细地讨论了压缩真空态这一特殊情形下的结果。此外,本文还讨论了严格的结果在经典极限下的渐近行为。     

简并参量下转换光场的统计性质

通过经(?)泵浦场的简并参量下转换过程的薛定谔方程的解,讨论了简并参量下转换光场的统计性质.