强聚焦泵浦产生纠缠光子的Hong-Ou-Mandel干涉

(86.6±1.0)Hong-Ou-Mandel (HOM)干涉是光子的一种非经典效应,在量子光学中起到重要作用.偏硼酸钡(β-barium borate, BBO)具有较高的非线性效率,常被用来产生双光子态,进而展示HOM干涉.然而,在以前的实验中,人们往往使用带通滤光片对双光子的频谱进行过滤,所得光谱由带通滤光片直接决定,而对BBO晶体自身的原始光谱,特别是泵浦光强聚焦下的原始光谱,缺乏系统性研究.本文对泵浦光强聚焦条件下BBO晶体产生的双光子纠缠态光谱分布和HOM干涉进行了深入研究.理论计算发现,使用50 mm透镜聚焦的情况和无聚焦情况相比,下转换光的光谱宽度会增加7.4倍, HOM干涉条纹的宽度会减少为无聚焦情况的1/8,干涉条纹可见度会从53.0%提高到98.7%.实验上使用II型BBO晶体制备了能量-时间纠缠态,并进行了HOM干涉,获得了%的干涉可见度.干涉可见度极大提高的原因在于强聚焦改善了光谱的对称性.此外,本文提出的不同入射角获得不同光谱分布的技术方案有望在未来应用于高维量子纠缠态的制备.     

纠缠光子对的级联Hong-Ou-Mandel干涉研究及其在多时延参数测量中的应用

基于纠缠光子对的Hong-Ou-Mandel (HOM)干涉仪在量子精密测量等领域有着重要应用.本文提出了利用一个级联HOM干涉仪实现多个独立时延参数的同时测量方案.通过理论分析得出纠缠光子对经过多个50:50分束器级联传输后,其HOM二阶量子干涉图谱中凹陷位置与各级传输路径间独立时延参数的对应关系,因此可通过记录各个凹陷位置的时延值实现多个独立时延参数的同时测量.在此基础上搭建了基于频率一致纠缠光子对的二级级联HOM干涉测量装置,通过实验上得到的具有两个对称凹陷的二阶量子干涉图谱,实现了两级传输路径间两个独立时延参数τ₁和τ₂的同时测量,并分别获得了 109 fs和98 fs的测量精度.上述研究结果为HOM干涉仪在多参量量子精密测量系统中的扩展应用奠定基础.     

用滤波片操控Hong-Ou-Mandel干涉的实验研究

基于Brańczyk的理论工作,考虑干涉滤波片的谱函数对干涉结果的影响,推导出更加普适的Hong-Ou-Mandel干涉符合概率公式,从而增加干涉实验的可操控性.用带宽不同的干涉滤波片系统研究了Hong-Ou-Mandel干涉现象,得到与理论预测相吻合的实验结果.实验数据和理论仿真均显示,通过使用不同带宽的干涉滤波片可以灵活调节干涉曲线,以获得较高的平台符合计数率和干涉可见度.实验中测得的干涉可见度均高于97%,最高达到99.9%,验证了实验方案的可靠性.研究结果对于同类的量子干涉实验也具有参考价值.     

转动传能中的量子干涉: 干涉角和相对速度的关系

考虑一级含时波恩近似和长程相互作用势 ,Sun提出了转动传能中的量子干涉模型 .在静态池中COA1Π～e3Σ- 和He碰撞的实验已经成功模拟 .为了从实验中直接获得碰撞速度和干涉角的关系 ,Sha提出了利用分子束和离子速度成像技术的实验 .作为理论研究干涉角和碰撞速度的关系 ,计算了不同速度下的干涉角 ,同时获得了变化的趋势 .对在分子束条件下 (通过控制碰撞速度来控制干涉角 )实验具有指导意义     

基于量子干涉效应的多能级系统自发辐射研究

本文了一个多能级系统的量子干涉效应,该能级中三个相邻分离能级通过一相干驱动场与一个低能级耦合,同时通过真空模与另一低能级耦合。     

CCD数据采集系统在常见干涉测量中的应用研究

本文介绍将CCD数据采集系统利用于几种常见干涉测量实验中，充分利用计算机系统，使测量速度和测量精度都有较大提高，并实现测量自动化。     

基于Rb原子电磁诱导透明的量子干涉实验研究

报道了基于85RbD2线电磁诱导透明(EIT)的量子干涉现象,发现当一耦合光和探测光之间满足拉曼共振条件时出现电磁诱导透明现象,在某些条件下也观察到电磁诱导吸收(EIA).而当用一束耦合光和一束泵浦光共同作用于5S1/2,F=3→5P3/2,F′=3和5S1/2,F=3→5P3/2,F′=4能级上时,探测光的吸收谱表现出三峰结构,并且峰强弱与两耦合光之间的相对强度有关.     

量子测量问题的研究及应用

文章结合最近完成的量子测量实验（如用冷原子Ｂｒａｇｇ散射实现的“ｗｈｉｃｈ－ｗａｙ”实验和用Ｃ６０分子完成的小系统量子干涉实验）,比较系统地介绍了量子测量问题及其相关的基本概念和基本思想,如量子相干、量子退相干和量子纠缠,从理论和实验结合的角度,讨论了外部环境和内部运动怎样诱导量子退相干和量子耗散,由此探讨了“薛定谔猫佯谬”和“宏观物体空间局域化描述”的物理解释,最后,文章简单地描述了量子计算和量     

光谱干涉及其在非透明样品厚度测量中的应用

针对金属带材等非透明样品厚度的高精度原位测量问题,本文基于光谱干涉绝对距离测量的基本原理,提出了一种结构紧凑、全光纤的非透明样品厚度非接触式差分测量方法.首先介绍了光谱干涉的基本原理及绝对距离测量的具体实现,然后设计、搭建了一套全光纤差分光谱干涉测量非透明样品厚度的原理验证光路,并开展了原理验证实验,实现了标准量块厚度的高精度测量,最后对该方法的测量误差进行了分析,分析结果表明,采用该方法可以达到亚微米级的厚度测量精度.     

涡旋光的干涉特性及其在变形测量中的应用

将涡旋光应用于电子散斑干涉,测量变形物体的离面位移.把传统的电子散斑干涉测量技术与液晶空间光调制器相结合,将所获得的涡旋光作为参考光或者物光进行变形测量.推导出物光为平面光、参考光为涡旋光,和参考光、物光均为涡旋光时物体变形后的干涉强度公式,模拟计算了变形后的干涉图样,分析了变形图样的特征.运用四步相移方法得到了物体的变形相位公式,通过解包裹得到了物体的变形相位.模拟计算得到的三维相位分布图与物体离面位移的变形相位理论值的三维分布图相吻合.模拟实验结果表明,涡旋光可以应用于物体的变形测量,为变形测量提供新的途径.     

非简并双光子Jaynes-Cummings模型腔场谱中的量子干涉

研究了两模二项式光场与二能级原子在高Q腔中发生双光子相互作用过程的腔场谱,给出了弱初始场条件下腔场谱的数值计算结果,讨论了两模腔场谱间的量子干涉.结果表明:两模腔场谱间的量子干涉随着频差的增大而呈现出周期性的衰减振荡,其振荡周期约为0·16g(g为原子与光场的相互作用强度系数),频差大于1·6g时干涉效应已经很弱.量子干涉还与初始场强度有关,随着初始场最大光子数的增加,量子干涉效应逐渐增强,但当光子数大于4时,干涉效应迅速减弱,当最大光子数大于6时,量子干涉现象几乎消失.     

量子干涉效应中干涉角和散射角的研究

利用波恩近似理论对双原子激发态转动传能进行了剖析,更深入的研究了原子分子碰撞过程中量子干涉效应相关信息.利用各项异性相互作用势和直线轨迹近似建立了新的量子干涉模型,讨论了原子与双原子分子碰撞时散射角和微分干涉角的关系,得到了干涉角和各向异性参数及转动量子数的关系.     

量子干涉效应中干涉角和散射角的研究

利用波恩近似理论对双原子激发态转动传能进行了剖析,更深入的研究了原子分子碰撞过程中量子干涉效应相关信息．利用各项异性相互作用势和直线轨迹近似建立了新的量子干涉模型,讨论了原子与分子碰撞时散射角和微分干涉角的关系,得到了干涉角和各向异性参数及转动量子数的关系．     

基于量子存储的长距离测量设备无关量子密钥分配研究

针对量子中继器短时间内难以应用于长距离量子密钥分配系统的问题, 提出了基于量子存储的长距离测量设备无关量子密钥分配协议, 分析了其密钥生成率与存储效率、信道传输效率和安全传输距离等参数间的关系, 研究了该协议中量子存储单元的退相干效应对最终密钥生成率的影响, 比较了经典测量设备无关量子密钥分配协议和基于量子存储的测量设备无关量子密钥分配协议的密钥生成率与安全传输距离的关系. 仿真结果表明, 添加量子存储单元后, 协议的安全传输距离由无量子存储的216 km增加至500 km, 且量子存储退相干效应带来的误码对最终的密钥生成率影响较小. 实验中可以采取调节信号光强度的方式提高测量设备无关量子密钥分配系统的密钥生成率, 为实用量子密钥分配实验提供了重要的理论参数.     

基于InAs单量子点的单光子干涉

利用分子束外延生长 InAs 单量子点样品,测量了温度为 5 K 时单量子点的荧光(PL)光谱.采用时间关联光子强度测量(HBT)验证了 PL 光谱具有单光子发射特性.单光子通过马赫曾德尔 (MZ) 干涉仪,验证了单光子自身具有干涉特性.测量了当 MZ 干涉仪两臂偏振方向的夹角改变时对应的单光子干涉及条纹可见度的变化. 关键词： 量子点单光子源 反群聚效应 马赫曾德尔干涉     

基于量子干涉效应的四能级原子系统中的vacuum-induced coherence效应

多能级系统中的vacuum-induced coherence(VIC)效应是一种重要的量子干涉效应，研究了VIC效应导致的系统电磁感应透明现象，并且改变了系统的吸收、增益和色散等性质，分析了在发生VIC效应时系统能级粒子数分布规律.另外，考虑复数拉比频率的相位变化时系统可呈现出光学双稳态效应.     

碰撞转动传能的量子干涉效应中微分干涉角的研究

转动传能的量子干涉效应在静态池实验中发现,并且已测得积分干涉角.为了得到更多关于传能的准确信息,应利用分子束进行实验.本文基于一阶含时波恩近似,模拟了利用分子束实验进行量子干涉效应研究的理论模型.此模型采用了Lennard-Jones相互作用势和直线轨道近似.通过本文建立的模型,研究了影响干涉效应的微分干涉角的因素,并且得到了徽分干涉角和碰撞速度、碰撞参数及碰撞体的关系.此理论模型对于指导分子束实验具有重要的意义.     

迈克尔逊干涉在超短脉冲测量中的应用

分析了迈克尔逊干涉仪用于强度自相关测量超短脉冲的原理,设计了非共线结构迈克尔逊干涉仪,并利用二次谐波晶体对超短脉冲的强度自相关过程进行分辨,实现对超短脉冲的测量。     

洛埃镜干涉微小尺度测量系统的研究

设计了一款利用洛埃镜干涉进行微小尺度测量的系统。该系统利用机械的杠杆原理,将微小尺度的改变反映在镜面与光源的垂直距离上,相当于改变洛埃镜干涉系统中光源与虚光源之间的间距,从而干涉条纹的宽度将相应的发生变化。利用光电池将光信号转化为电信号,并通过信号的放大和模数转化,最终在计算机上显示干涉条纹。通过相应的测量公式就可以得知待测物体的微小尺度。对标准塞尺的测量结果显示,该系统具有精度高,操作简便,测量迅速等优点。     

原子—光场精确解模型在绝热极限下的量子无损测量

研究了一个无损测量原子质心动量的精确可解模型，详细分析了无损测量的条件及无损测量的动力学过程。文中分析表明，绝热极限是实现此类模型无损测量的必要条件。最后针对此模型讨论了量子无损测量与表象之间的关系。