1064nm固体激光器和光纤激光器在制备压缩真空态光场实验中的对比研究

实验和理论研究了单频固体激光器和单频光纤激光器的相对强度噪声对压缩真空态光场测量精度的影响.在实验中分别采用单频固体激光器和单频光纤激光器作为实验系统的光源,直接探测到的压缩真空态光场的压缩度分别为(13.2±0.2) dB和(10±0.2) dB.通过理论计算得知本实验中影响可测压缩度的主要因素是光源的相对强度噪声,为实用化的高压缩度压缩真空态光场发生器的研制提供了理论和实验指导.     

利用周期性极化KTP外腔谐振倍频过程实现明亮振幅压缩光

利用自制的单频连续Nd:YVO4激光器输出的1064 nm激光作为抽运源,通过周期性极化KTP晶体外腔倍频过程实现了倍频绿光的正交振幅压缩,并研究了绿光压缩度对抽运光功率的依赖关系,当抽运光功率为59 mW时,实验中观察到压缩度为0.6 dB(考虑到探测效率,实际压缩度为1.1 dB)的明亮绿光振幅压缩光,实验结果与理论预测基本一致。     

不完善探测对强度差压缩度及光学测量精度的影响

文章讨论了探测系统的传输损耗与非理想探测器对量子相关一光束强度差压缩度和低于散离噪声极限光学测量精度的影响，特别推导出两臂不平衡下探测效率的数学表达式，并结合实验参量了数值计算，理论分析五实验结果基本一致。     

自锁定半导体激光器中强度压缩及位相噪声的减小

采用外部F-P腔自锁定单模量子阱半导体激光器，观察到强度噪声的压缩现象，并同时大幅度降低了位相起伏.在35MHz附近观察到19.3%的强度压缩，对应激光输出的压缩度为37.8%，在9kHz-100MHz范围内观察到约3个数量级的位相噪声降低.获得了近最小测不准态. 关键词：     

二极管泵浦内腔倍频抑制绿光噪声的实验研究

 报道了在Nd:YAG棒和腔镜间插入四分之一波片，或在KTP倍频晶体和腔镜间插入四分之一波片，以及使用交叉双倍频晶体用以抑制二极管泵浦内腔倍频Nd:YAG激光器绿光噪声的实验结果。实验研究表明，使用上述三种方法之一能有效地减小折叠腔内的绿光噪声。用交叉倍频晶体可使噪声减小18％～25%。实验结果与理论一致，对实验中一些问题和值得进一步改进的地方也进行了讨论。     

激光二极管泵浦腔内倍频Nd：YVO4／KTP绿光噪声研究

从实验上测量了Ｎｄ：ＹＶＯ４／ＫＴＰ腔内激光器绿光噪声和腔长、泵浦功率的变化关系，并从理论上进行了分析计算、，找出多纵模情况下影响绿光噪声大小的关键因素。理论计算与实验结果相一致。     

1064 nm高功率明亮压缩态光场制备实验中绿光诱导红外吸收效应

通过实验和理论研究连续变量高功率明亮压缩态光场制备实验中高功率种子光注入光学参量放大器引起的绿光诱导红外吸收效应。首先,通过优化实验系统工作参数,提升反馈控制回路的锁定稳定性,当种子光功率为500 mW、泵浦光功率为145 mW时,在分析频率为3 MHz处,获得光功率为200μW、压缩度为(-10.7±0.2) dB的明亮压缩态光场。然后,根据实验数据,定量分析高功率明亮压缩态光场与压缩真空态光场产生过程中周期极化磷酸氧钛钾晶体的吸收损耗,发现高功率明亮压缩态光场实验系统的总光学损耗为(9±0.05)%,其中由周期极化磷酸氧钛钾晶体吸收导致的内腔损耗为(5.8±0.05)%,占总光学损耗的(64.4±0.05)%。该条件下周期极化磷酸氧钛钾晶体对高功率明亮压缩态光场的吸收系数为(6.0±0.05)×10^-2 cm^-1。当泵浦光单独注入光学参量放大器时,周期极化磷酸氧钛钾晶体对压缩真空态光场的吸收系数约为2.1×10^-4 cm^-1。由此可知,当高功率种子光注入光学参量放大器时,绿光诱导红外吸收效应使周...     

级联四波混频系统中纠缠增强的量子操控

各类系统中的纠缠操控是量子信息科学的重要问题之一.本文研究了热原子蒸气的级联四波混频过程中产生的纠缠增强及纠缠增强的相位敏感特性.研究表明,该级联四波混频过程第二级输出的探针光和共轭光的量子纠缠较第一级明显增强,最大可达5 dB以上,且随着强度因子的增大可实现完美纠缠.文中还详细讨论了量子关联类型及纠缠大小与抽运光相位、非线性强度因子之间的变化关系,结果显示,由于纠缠增强及纠缠类型对抽运光相位的敏感性,通过控制相位和强度因子可改变光场噪声特性从而实现对探针光和耦合光之间纠缠增强、纠缠度大小、纠缠类型的量子操控.该理论研究对实验实现纠缠增强及双模压缩态压缩角、压缩度的光学参量操控具有重要的指导意义.     

非旋波近似下压缩真空场与三能级原子依赖强度耦合系统的光场压缩

利用全量子理论,研究了非旋波近似下压缩真空场与V型三能级原子依赖强度耦合相互作用系统中光场的压缩效应.数值计算结果表明:光场呈现出周期性压缩现象,而虚光子过程则对光场的压缩具有抑制作用并产生量子噪声,量子噪声大小依赖于光场的初始压缩因子r和光场频率ω,且与原子-光场耦合强度g有关.随着r的增大,虚光子过程对光场压缩抑制作用程度由弱到强再由强到弱;随着ω和g的增大,量子噪声分别减小和增大.     

利用外腔谐振倍频产生780nm原子吸收线明亮振幅压缩光

采用连续单频1.56μm激光光源作为泵浦光,通过周期极化铌酸锂晶体外腔倍频过程实验制备出位于原子吸收波线的780nm明亮振幅压缩态光场。在利用2个模清洁器过滤基频光的强度噪声、使之在分析频率4MHz处达到散粒噪声的基础上,利用谐振倍频获得输出功率为10mW、转换效率达40%的倍频光,实测的780nm明亮振幅压缩光的压缩度为0.6dB。     

低温下半导体激光器注入锁定产生的可调谐压缩光

利用钛宝石激光器注入锁定低温（80K）下的半导体激光器获得了低于散粒噪声极声1.1dB、调谐范围为13GHz的强度压缩光,并且在实验上与光栅反馈所产生的强度压缩光进行了比较。     

利用Ⅱ类相位匹配谐振倍频产生多种非经典光场

回顾了产生压缩光场和纠缠光场的实验的发展过程,包括倍频过程产生压缩光的实验进展.设计了双共振半整块驻波倍频腔,通过谐振倍频过程获得波长为540nm的绿光,完成了同时产生多种压缩光场和纠缠光场的实验.     

利用共振无源腔分析和抑制飞秒脉冲激光噪声的理论和实验研究

理论分析了共振无源腔对飞秒脉冲激光的强度和相位噪声的转化模型,分析表明,通过测量无源腔透射场或者反射场相对于输入场强度噪声的变化,可以间接得到输入场飞秒脉冲激光的相位噪声.在此基础上设计了精细度约为1500、自由光谱区为75 MHz的八镜环形共振无源腔,并测量了钛宝石锁模激光经过该共振无源腔后透射场和反射场强度噪声的变化.实验观察到,飞秒脉冲激光经过无源腔透射后,强度噪声特性得到较好改善,在探测频率2 MHz附近达到散粒噪声极限.同时,结合共振无源腔对激光强度和相位噪声的转化模型,间接给出了钛宝石锁模激光的相位噪声及无源腔对相位噪声的有效抑制作用.     

利用II类相位匹配谐振倍频产生多种非经典光场

回顾了产生压缩光场和纠缠光场的实验的发展过程,包括倍频过程产生压缩光的实验进展。设计了双共振半整块驻波倍频腔,通过谐振倍频过程获得波长为540nm的绿光,完成了同时产生多种压缩光场和纠缠光场的实验。     

受驱动V型三能级激光的光子噪声压缩及其物理机制

应用Scully-Lamb理论研究受驱动V型三能级激光的光子噪声压缩及其物理机制.结果表明该系统可达到10%的腔内压缩和近20%的腔外压缩.尽管V型系统的噪声压缩程度远比Λ型系统(近50%的腔内和腔外压缩)低，V型系统具有与Λ型系统相同的噪声压缩机制. 关键词：     

基于二波耦合的光学图像放大

理论分析表明二波耦合效应在扩散机制下可实现光强的放大而不影响相位.通过偏振态实验确定二波耦合光学图像放大的入射光最佳偏振态为P态,利用光爬行效应减小掺铁铌酸锂晶体进行二波耦合实验所引入的光散射噪声,并确定入射光辐照顺序以及入射光角度不小于20°.根据经典的二波耦合实验方案实现了光学图像放大实验,最佳的实验条件为:入射绿光波长532nm,入射角度32°~33°,入射信号光光强7.2μW,泵浦光光强13.89mW.     

LD泵浦Nd∶YAG微片激光器异常强度噪声研究

针对实验中发现LD泵浦Nd∶YAG微片激光器的三类异常强度噪声,其强度波动幅度达20%~30%,严重影响了系统的稳定性,从理论和实验上对这三类强度噪声的特性进行了研究,包括外部光回馈引入的功率波动,LD异常噪声向固体激光器的传递,端泵浦偏离引起的模式耦合等。就各类噪声来源分别提出了相应的消除方法,抑制了微片Nd∶YAG激光器输出功率噪声,改善了激光输出特性,满足了频差精密测量的需要。     

相干反馈控制实现两组份纠缠态光场纠缠增强

两组份纠缠态光场是量子信息和量子计算的基本资源,随着研究的深入发展,为了完成更高效的量子信息处理,必须首先获得高纠缠度的两组份纠缠态光场。而通过操控实现纠缠光场纠缠度增加是目前提高纠缠光场质量的一个行之有效的办法。相干反馈控制由于不会带入额外噪声至光学参量系统的特点已经被实验证明可以用于压缩态光场压缩度的增强。理论计算增加了相干反馈系统的非简并光学参量放大器输出的两组份纠缠态光场的量子关联噪声与各系统参数的关系,并详细分析了各参数对相干反馈纠缠增强的影响,为进一步获得更高纠缠度的两组份纠缠态光场提供参考。     

GaN基双波长发光二极管电致发光谱特性研究

通过同时调节同一有源区内不同阱层和垒层的In组分，制备了GaN基单有源区蓝、绿光双波长发光二极管(LED).实现了20mA下蓝、绿光同时发射.实验发现随注入电流由10mA增大到60mA，电致发光(EL)谱中绿光峰强度相对于蓝光峰强度不断增强，峰值波长蓝移也更加明显.同时考虑极化效应和载流子不均匀分布的影响，通过对一维薛定谔方程、稳态速率方程和泊松方程的联立自洽求解.分析了测试电流下蓝、绿光EL谱峰值波长和功率的变化情况.发现理论结果与实验结果有很好地符合. 关键词： 极化 载流子不均匀分布 双波长     

基于级联光参量放大器的碱金属原子跃迁线波段压缩光源分析

碱金属原子跃迁线波段压缩态光场是量子信息以及精密测量领域的重要量子资源.碱金属原子跃迁线波长短(760—860 nm),受限于非线性晶体的灰迹效应,光参量放大器制备的此波段压缩态光场的压缩度有限,目前典型值约3—5 dB.本文在光参量放大器的理论模型基础上,结合原子跃迁线波段压缩态光场实验制备面临的问题,研究光参量放大器输出光场量子噪声随其物理参数的变化规律,获得最优的物理参数.构建了级联光参量放大器的理论模型,以此为基础分别在分析频率2 MHz和100 kHz,研究了级联环路光学损耗以及相位噪声对级联系统输出量子噪声特性的影响.研究发现,对于兆赫兹波段的压缩,在低的光路损耗以及位相噪声前提下,级联2—3个光参量放大器可实现压缩的显著提升;对于低频段压缩,级联系统对压缩的增强较小.在目前的实验参数条件下,进一步探究了级联系统输出压缩态光场的量子极限以及频谱特性.本研究可为原子跃迁线波段压缩态光场压缩度的提升提供参考和指导.