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相似文献
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1.
压缩态光场平衡零拍探测的位相锁定   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
张岩  于旭东  邸克  李卫  张靖 《物理学报》2013,62(8):84204-084204
平衡零拍探测是测量量子光场的重要方法之一. 通过对相位灵敏光学参量放大器注入的信号进行位相调制, 然后利用平衡零拍探测系统测量光学参量放大器输出的压缩光. 将相位灵敏光学参量分别运转在参量放大和参量缩小, 通过观察噪声谱中的调制信号就可确定测量的量子光场是正交振幅或位相分量. 通过解调位相调制信号可获得误差信号, 实现锁定平衡零拍探测系统本底光与待测光场相对位相为零(对应于待测光场振幅噪声分量). 关键词: 平衡零拍探测 位相锁定  相似文献   

2.
成健  冯晋霞  李渊骥  张宽收 《物理学报》2018,67(24):244202-244202
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.  相似文献   

3.
Stable, low noise, infrared squeezed state tight at 1064 nm is generated by utilizing optical parametric down-conversion (OPDC) technique based on periodically poled KTiOPO4 in a optical parametric amplifier (OPA) resonator. A non-classical noise reduction of 2.58 dB below the shot noise is observed through balanced homodyne detection. The squeezed state light is used to set up an imaging system for high-resolution imaging, and it is found that the resolution of image based on the amplitude-squeezed light is 1.26 times larger than that of infrared coherent light under the same intensity. The experimental results indicate that squeezed light is an important non-classical light, which can overcome the coherent laser shot-noise, the classical diffraction limit and limit of quantum noise.  相似文献   

4.
孙志妮  冯晋霞  万振菊  张宽收 《物理学报》2016,65(4):44203-044203
1.5 μm光通信波段非经典光场在光纤中有着极低的传输损耗, 因而是基于光纤的实用化连续变量量子信息研究的重要资源. 本文利用周期极化磷酸氧钛晶体构成的半整块结构简并光学参量放大器, 实验获得了连续变量1.5 μm光通信波段的明亮压缩态光场. 光学参量放大器的阈值功率为230 mW. 当780 nm抽运光场功率为110 mW, 1.5 μm注入信号光场功率为3 mW时, 连续变量1.5 μm明亮正交位相压缩态光场的压缩度达4.7 dB. 进而利用时域零拍探测系统测量压缩态, 采用量子层析技术重构了该明亮正交位相压缩态光场的Wigner准概率分布函数.  相似文献   

5.
邸克  张靖 《中国物理 B》2013,(9):421-426
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.  相似文献   

6.
We report a new all-optical noise free NAND logic operation using squeezed state of light with high speed of operation. The squeezed state of light generated by means of optical parametric amplification (OPA). The lights were generated in the same way to maintain the same characteristics. Balance homodyne detection scheme is utilized to detect the squeezed state of light. It is one of the promising squeezed light based devices for the next generation logic optical circuits.  相似文献   

7.
铯原子D1线的非经典光由于其波长接近于量子点的独特优势,在固态量子信息网络的发展中有着重要的应用前景.在之前的工作中,利用两镜连续简并光学参量振荡器中的参量下转换过程,制备出2.8 d B正交压缩真空态光场.然而,所产生光场的压缩度较低,对于对压缩光具有实用意义的可调谐性能也未做进一步探究.理论分析表明,光学参量振荡器后腔镜对信号光透射率的增加及内腔损耗的减小可以提高压缩度.因此,本文在该研究基础上,通过使用高光洁度腔镜及优化腔镜镀膜参数等方式对光学参量振荡器进行改良,降低了光学参量腔阈值,获得压缩度为3.3 d B的单模正交压缩真空光.当光学参量腔运转为参量反放大状态时,在系统稳定运行的情况下,制备的明亮压缩态光场能够连续调谐80 MHz,为其在量子信息网络中的应用奠定了良好的基础.  相似文献   

8.
通过分析光学分束器对压缩真空态光场的作用,发现如果分束器的输入光是两束具有同样振幅和相位的单模压缩真空态光场,则输出光为双模压缩真空态光场;若分束器的输入光是两束具有同样振幅但有π相位差的单模压缩真空态光场,则输出光仍为两束单模压缩真空态光场.对于双模压缩真空态光场,每个模中容纳的光子数可以是基数或偶数.而对于单模压缩真空态光场,每个模中只能包含偶数个光子.根据这些结果,提出了一个纠缠转移的方案.在这个方案中,两个纠缠压缩真空态光场被用作量子信道,通过利用光学分束器作用和光子数探测的方法,并在经典通讯的帮助下,实现了三个通讯伙伴之间的纠缠转移.  相似文献   

9.
左小杰  孙颍榕  闫智辉  贾晓军 《物理学报》2018,67(13):134202-134202
迈克耳孙干涉仪不仅可以用来研究物理学的基本问题,而且能够用于精密测量,比如引力波信号的测量.因此,构建高灵敏度的迈克耳孙干涉仪是实现微弱信号测量的关键.目前,人们利用压缩态可以降低迈克耳孙干涉仪的噪声;通过光学四波混频过程能够放大马赫·曾德尔干涉仪中的相位信号,从而提高干涉仪的信噪比和灵敏度.本文研究了一种用于高灵敏度相位测量的量子迈克耳孙干涉仪.在迈克耳孙干涉仪中,利用非简并光学参量放大器取代干涉仪中的线性光学分束器;并且将压缩态注入干涉仪的真空通道,可以得到高信噪比和高灵敏度的干涉仪.由于存在不可避免的光学损耗,分析了迈克耳孙干涉仪内部和外部的损耗对相位测量灵敏度的影响.通过理论计算研究了干涉仪的相位测量灵敏度随系统参数的变化关系,得到了高灵敏度的相位测量量子迈克耳孙干涉仪的实现条件,为用于精密测量的干涉仪的设计提供了直接参考.  相似文献   

10.
刘增俊  翟泽辉  孙恒信  郜江瑞 《物理学报》2016,65(6):60401-060401
低频压缩态光场可用于提高引力波探测器灵敏度, 近年来受到人们的广泛关注. 相对于高频段而言, 低频压缩态的产生更容易受到外界环境噪声的干扰而不易被观察到. 本文采用全固化单频倍频Nd: YVO4/KTP激光器作为光源, 利用双波长共振的光学参量振荡器实现参量过程, 以1064 nm波长的红外作为基频光, 激光器腔内倍频产生的532 nm绿光作为抽运光, 通过调节周期性极化磷酸氧钛钾晶体温度使光学参量振荡器达到双波长同时共振, 采用真空注入的方式, 利用Pound-Drever-Hall锁腔技术锁定抽运场. 输出压缩光通过平衡零拍探测, 最终在实验上获得了频率低至3 kHz的真空压缩, 所直接观察到的压缩度为2 dB.  相似文献   

11.
万振菊  冯晋霞  成健  张宽收 《物理学报》2018,67(2):24203-024203
连续变量纠缠态由于其确定性产生、高效率的特点而被广泛应用于连续变量量子信息处理.在量子信息处理过程中纠缠态与量子信道发生相互作用而退相干,这是限制长距离量子信息发展的重要因素之一.光纤信道作为理想的量子信道,是目前连续变量量子信息研究关注的热点.本文利用Ⅱ类匹配的楔角极化磷酸氧钛钾晶体构成了三共振的非简并光学参量放大器,获得了8.3 dB的光通信波段1.5μm连续变量纠缠态光场.将产生的纠缠态光场注入单模光纤,其量子特性在传输距离达50 km后仍得到保持,纠缠度为0.21dB.该研究可为基于光纤的长距离连续变量量子信息研究提供有效的依据.  相似文献   

12.
利用Wigner函数对真空态、单光子态、压缩态在相空间的噪声分布进行仿真,并系统分析了基于压缩光的量子相干激光雷达和压缩光注入式量子激光雷达.研究表明,相比经典激光雷达,较高压缩度有利于量子相干激光雷达探测信噪比的提升,理论上8dB的压缩度可以使信噪比提高6.25倍;而压缩光注入式量子激光雷达系统的空间分辨率主要取决于真空压缩光的压缩度和无噪声相敏放大系统的增益.由于压缩光对探测信噪比的提升作用,量子激光雷达在微弱信号探测和高分辨率成像领域具有显著优势.  相似文献   

13.
闫子华  孙恒信  蔡春晓  马龙  刘奎  郜江瑞 《物理学报》2017,66(11):114205-114205
低频信号测量在引力波探测、生物成像及磁场测量等方面具有重要的应用价值.本文利用非简并光学参量放大器获得了低频压缩态光场,在频率19 kHz处直接测到的压缩度为(7.1±0.1)dB;将产生的正交位相压缩态光场注入到马赫-曾德尔干涉仪中,实现了超越散粒噪声极限(3.0±0.4)dB的声频相位信号的测量.本实验的开展为低频压缩光的产生及基于低频压缩光的声频信号测量提供了一定技术支撑,并且此技术有望扩展到磁场、空间小位移等其他物理量的量子精密测量方案中.  相似文献   

14.
刘艳红  吴量  闫智辉  贾晓军  彭堃墀 《物理学报》2019,68(3):34202-034202
量子纠缠是一种重要的量子资源,在多个空间分离的量子存储器间建立确定性的量子纠缠,然后在用户控制的时刻将所存储的量子纠缠转移到量子信道中进行信息的分发和传送,这对于实现量子信息网络是至关重要的.本文介绍了用光学参量放大器制备与铷原子D1吸收线对应的非经典光场,而且在三个空间分离的原子系综中确定性量子纠缠的产生、存储和转移.利用电磁感应透明光和原子相互作用的原理,将制备的多组分光场纠缠态模式映射到三个远距离的原子系综以建立原子自旋波之间的纠缠.然后,存储在原子系综中的纠缠态通过三个量子通道,纠缠态的量子噪声被转移到三束空间分离的正交纠缠光场.三束释放的光场间纠缠的存在验证了该系统具有保持多组分纠缠的能力.这个方案实现了三个量子节点间的纠缠,并且可以直接扩展到具有更多节点的量子网络,为未来实现大型量子网络通信奠定了基础.  相似文献   

15.
邓瑞婕  闫智辉  贾晓军 《物理学报》2017,66(7):74201-074201
光场的量子存储不仅是构建量子计算机的重要基础,而且是实现量子中继和远距离量子通信的核心部分.由于存在不可避免的光学损耗,光学参量放大器产生的压缩真空态光场将变为压缩热态光场,不再是最小不确定态.因此,压缩热态光场的量子存储是实现量子互联网的关键.在原子系综中利用电磁诱导透明机制能够实现量子态在光场正交分量和原子自旋波之间的相互映射,即受控量子存储.本文根据量子存储的保真度边界,研究了实现压缩热态光场量子存储的条件.量子存储的保真度边界是通过经典手段能够达到的最大保真度,当保真度大于该边界时,就实现了量子存储.通过数值计算分析了不同情况下压缩热态光场的量子存储保真度边界,以及存储保真度随存储效率的变化关系,得到了实现量子存储的条件,为连续变量量子存储实验设计提供了直接参考.  相似文献   

16.
利用自制的1.34 μm和0.67 μm双波长输出单频激光器作为泵浦源,泵浦基于PPKTP晶体的光学参量放大器,通过边带锁频技术将光学参量放大腔腔长锁定在激光频率上,将泵浦光和信号光相对相位锁定在π相位,经参量缩小过程获得低于散粒噪声极限约3 dB的正交振幅压缩光.压缩光位于光纤通信窗口——1.3 μm波段.  相似文献   

17.
We report the first experimental demonstration of conditional preparation of a nonclassical state of light in the continuous variable regime. Starting from a nondegenerate optical parametric oscillator which generates above threshold quantum intensity correlated signal and idler "twin beams," we keep the recorded values of the signal intensity only when the idler intensity falls inside a band narrower than its standard deviation. By this very simple technique, we generate a sub-Poissonian state 4.4 dB (64%) below shot noise from twin beams exhibiting 7.5 dB (82%) of noise reduction in the intensity difference.  相似文献   

18.
We report the first direct experimental characterization of continuous variable quantum Stokes parameters. We generate a continuous wave light beam with more than 3 dB of simultaneous squeezing in three of the four Stokes parameters. The polarization squeezed beam is produced by mixing two quadrature squeezed beams on a polarizing beam splitter. Depending on the squeezed quadrature of these two beams the quantum uncertainty volume on the Poincaré sphere becomes a "cigarlike" or "pancakelike" ellipsoid.  相似文献   

19.
We report on the generation of a continuous variable Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) entanglement using an optical fiber interferometer. The Kerr nonlinearity in the fiber is exploited for the generation of two independent squeezed beams. These interfere at a beam splitter and EPR entanglement is obtained between the output beams. The correlation of the amplitude (phase) quadratures is measured to be 4.0+/-0.2 (4.0+/-0.4) dB below the quantum noise limit. The sum criterion for these squeezing variances 0.80+/-0.03<2 verifies the nonseparability of the state. The product of the inferred uncertainties for one beam (0.64+/-0.08) is well below the EPR limit of unity.  相似文献   

20.
We demonstrate experimentally the simultaneous generation and detection of two types of continuous variable nonclassical states from one type-0 phase-matching optical parametric amplification (OPA) and subsequent two ring filter cavities (RFCs). The output field of the OPA includes the baseband ω0 and sideband modes ω0±fsubjects to the cavity resonance condition, which are separated by two cascaded RFCs. The first RFC resonates with half the pump wavelength ω0 and the transmitted baseband component is a squeezed state. The reflected fields of the first RFC, including the sideband modes ω0±ωf, are separated by the second RFC, construct Einstein–Podolsky–Rosen entangled state. All freedoms, including the filter cavities for sideband separation and relative phases for the measurements of these sidebands, are actively stabilized. The noise variance of squeezed states is 10.2 dB below the shot noise limit (SNL), the correlation variances of both quadrature amplitude-sum and quadrature phase-difference for the entanglement state are 10.0 dB below the corresponding SNL.  相似文献   

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