变迹和啁啾光子晶体的特性研究

构造了变迹和啁啾的光了晶体结构,用时域有限差分(FDTD)法分析了它们的响应特性。分别对不同啁啾系数的光子晶体结构和不同变迹形式的光子晶体结构进行了比较分析。研究表明．啁啾结构的光子晶体与普通结构的光子晶体相比．禁带的带宽增加了,禁带的中心频率向低频处偏移．当啁啾系数在0～0．01之间以0．002变化率增加时．随着啁啾系数增大．禁带的宽度变大,禁带的中心频率减小：同样构造的线性变迹的光子晶体和正弦变迹的光子晶体对于光子禁带的中心频率和宽度有类似的影响。     

基于相关光子的光辐射定标方法研究

为提高定标精度,提出一种基于相关光子的光辐射定标方法,它是一种独立于基于辐射源和基于探测器的定标方法。利用351．1 nm的激光抽运BBO晶体产生的相关光子,建立了一套基于相关光子的光辐射定标系统,分析了它的原理和实验装置,给出符合测量系统,并对结果进行了讨论。结果表明,该系统定标的光电倍增管(R2949)在702．2 nm的量子效率为(5．960±0．003)%,与其在这一波长的量子效率典型值的相对误差约为1．0%,测量结果的相对合成标准不确定度为2．61%。     

脉冲抽运光啁啾对全光纤量子关联光子对纯度的影响

信号与闲置光子波长均为1550 nm 通信波段的全光纤关联光子对源, 具有低成本以及可与现有光纤网络低损耗连接的特点. 进一步优化其纯度, 将有助于提高这种量子光源的实用化程度.当抽运脉冲光在光纤中传输时, 由于色散和Kerr非线性效应的影响, 会不可避免地引入啁啾. 本文利用脉冲激光抽运零色散位移光纤, 研究了抽运光啁啾对关联光子对纯度的影响. 结果表明, 通信波段小失谐关联光子对的纯度随啁啾的增大而下降. 若采用变换极限的锁模激光为抽运源, 将有助于抑制Raman散射对自发四波混频的影响, 提高光子对的纯度. 关键词： 关联光子对 光纤 自发四波混频 啁啾     

基于自发参量下转换的光子轨道角动量量子纠缠

作为光子重要自由度之一,轨道角动量(OAM)在光量子信息研究中占据着重要地位。将其与偏振等光子的其他自由度相结合,可实现多自由度光量子信息处理。此外,由于其具有天然的离散高维属性,故其是开展高维量子信息处理研究的最佳自由度之一。基于自发参量下转换非线性光学过程能够便捷地获得OAM纠缠源。近年来,光子OAM量子纠缠的研究受到了广泛关注,在多自由度、高维和多光子等多个方向都取得了重要进展。然而,该领域尚有诸多悬而未决的关键科学问题亟须深入研究,包括如何实现高效高质的OAM分离,如何实现更高维度的频率转换,如何提升多自由度纠缠源的品质,如何获得更多维度、更多光子的高维纠缠态以及如何构建可行的高维量子门等。从光子OAM最基本的二维操纵着手,综述了单光子OAM量子态调控、双光子及多光子OAM纠缠操纵。围绕多自由度、大角动量和高维等特性,从生成、调控、测量及应用等角度系统讨论了光子OAM量子纠缠。同时,探索了解决本方向关键科学问题的一些可能解决途径。     

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%.     

基于傅里叶变换模式的啁啾脉冲频域—时域相移转换的研究

基于频谱干涉原理和傅里叶变换的模式对啁啾脉冲频域相移转换为脉冲瞬态时域相移的基本原理进行了理论研究;推导出频域—时域相移转换过程中的相移误差传递公式;给出啁啾脉冲时域相移的最小时间分辨受制于参考脉冲的频谱宽度.对相移转换过程进行了数值模拟和分析,结果显示：通过该方法可以得到具有瞬态特性的时域相移,且频域相移误差是以被缩小的形式转换到时域的,与相移误差传递公式计算的结果具有较好的一致性. 关键词： 频谱干涉 频域相移 啁啾脉冲 时域相移     

使用马丁内兹展宽器的啁啾脉冲放大器特性研究

导出了使用马丁内兹展宽器的啁啾脉冲放大（CPA）系统的相位解析表达式，用此公式讨论了展宽器中各参数对系统的影响，并用此方法优化了实际的CPA系统- 关键词： 马丁内兹展宽器 啁啾脉冲放大系统 相位修正因子 优化     

分析自发参量下转换光场结构辅助搭建双光子纠缠源

用高灵敏度光谱仪实测纠缠点附近SPDC光场的波长-空间位置关系、强度-空间位置关系,辅助定位光场中的纠缠点位置,搭建双光子偏振纠缠源.测量不同条件下的符合对比度,计算Bell不等式,验证了量子力学的完备性.该方法提升了传统纠缠源实验的教学品质,同时降低此类传统实验的操作难度,减少学生完成纠缠源实验所需时.     

二能级原子与多模光场简并多光子共振相互作用系统中量子保真度的演化特性

利用全量子理论和数值计算方法研究了多模相干态光场与单个二能级原子通过任意N_j度简并N~∑光子共振相互作用系统中量子保真度的时间演化特性,给出了三模场与原子相互作用过程中光场和原子保真度的数值计算结果,详细讨论了初始平均光子数、原子分布角、原子偶极相位角、光场激发角以及原子简并度等对量子保真度的影响.数值计算结果表明:以上诸多因素对量子保真度影响的结果均导致其发生振荡性变化.光场和原子保真度随着初始光场增强而急剧减小,说明初始光强敏感地影响着保真度的大小;量子保真度的变化快慢程度强烈地依赖于原子简并度及场一原子的耦合系数;原子分布角、光场激发角不同程度地对量子保真度的大小和频率有所影响;而原子偶极相位角的变化对场和原子的量子保真度几乎没有影响.根据这些特性,通过某些条件的约束可以适当控制保真度变化的快慢及其大小.     

非简并参量下转换过程中的量子导引性质

本文研究了非简并参量下转换过程中量子导引的特性。研究发现:在短时区域,光场间可以实现双向的量子导引。在稳态区域,光场间只能实现单向的量子导引,双向的量子导引不能产生,并且若光场具有相同的耗散速率,则量子导引不可形成;相比于导引光场,被导引光场则需具有更大的耗散速率。此外还发现在阈值点附近,没有稳定的量子导引产生。     

BBO-I非共线光学参变啁啾脉冲放大增益带宽的实验研究

以纳秒级调Q倍频的Nd:YAG激光器为抽运源,以自锁模钛宝石激光器输出并经光栅展宽的800nm啁啾脉冲为信号光,实验研究了其宽带BBO－I非共线相位匹配光学啁啾脉冲放大（OPCPA）的增益谱,研究结果表明,非共线夹角的变化对BBO－I非共线相位匹配光学参变啁啾脉冲放大的增益谱有很大的影响。     

Quantum interference and diffraction of parametric down-converted biphotons

We present two-photon diffraction and interference experiments utilizing parametric down-converted photon pairs (biphotons) and a transmission grating. The biphoton exhibits a diffraction-interference pattern equivalent to an effective single particle with half wavelength of the constituent photons.     

Adjusting the properties of the photon generated via an optical parametric oscillator by using a pulse pumped laser

The cavity-enhanced spontaneous parametric down-conversion far below threshold can be used to generate a narrow-band photon pair efficiently. Previous experiments on the cavity-enhanced spontaneous parametric down-conversion almost always utilize continuous wave pump light, but the pulse pumped case is rarely reported. One disadvantage of the continuous wave case is that the photon pair is produced randomly within the coherence time of the pump, which limits its application in the quantum information realm. However, a pulse pump can help to solve this problem. In this paper, we theoretically analyze pulse pumped cavity-enhanced spontaneous parametric down-conversion in detail and show how the pump pulse affects the multi-photon interference visibility, two-photon waveform, joint spectrum and spectral brightness.     

光学参变啁啾脉冲放大相位失配啁啾脉冲频谱整形新方法

相位匹配是实现高效光学参变啁啾脉冲放大(OPCPA)能量转换的关键之一,通过对几种常用非线性晶体的光学参变啁啾脉冲放大过程进行数值模拟研究,结果表明一定程度的相位失配不但能增加光学参变啁啾脉冲放大增益带宽,而且会使啁啾脉冲光谱强度分布中间凹陷。提出利用光学参变啁啾脉冲放大相位失配放大作为啁啾脉冲频谱整形的新方法,通过理论分析和模拟计算,找到了光学参变啁啾脉冲放大相位失配啁啾脉冲频谱整形效果的控制量;并对几种常用非线性晶体在简并、近简并、非简并等条件下的光学参变啁啾脉冲放大相位失配放大特性进行了比较。     

Quantum analysis on the four-photon interference

We present a theory for quantum interference of four photons generated by spontaneous parametric down-conversion. Detailed investigation of the dependence of fourfold coincidence count rate on time delay between the incident and the reflective pump laser pulses is carried out. Gaussian type dependence is found, and good agreement between our theoretical results and experimental data reported in the literature is achieved.     

Quantum analysis on the four-photon interference

We present a theory for quantum interference of four photons generated by spontaneous parametric downconversion. Detailed investigation of the dependence of fourfold coincidence count rate on time delay between the incident and the reflective pump laser pulses is carried out. Gaussian type dependence is found, and good agreement between our theoretical results and experimental data reported in the literature is achieved.     

啁啾脉冲频域干涉测量技术的扰动重构理论模拟研究

利用啁啾脉冲的频域干涉测量技术,可实现对超快光学瞬态过程的单发诊断,此方法的时间分辨率和单发时间测量范围分别与啁啾脉冲的谱宽和脉冲宽度及光谱仪的工作性能有关。当两束线性啁啾脉冲进入光谱仪后,相同的频谱成分会发生干涉形成频谱干涉条纹,如果其中一束脉冲受到外界扰动的影响,可根据干涉条纹的形状重构出扰动的具体形式。理论研究和数值模拟了由频谱干涉图重构外界附加扰动的过程,模拟结果显示重构出的扰动同附加的真实扰动符合得较好;在频谱记录面有限的情况下,重构出的扰动信号带有强烈的振荡,通过平滑处理有效地抑制了振荡。     

啁啾脉冲受激布里渊散射的理论研究

推导了描述调频激光受激布里渊散射的耦合波方程和准静态近似下增益因子的表达式，分析了啁啾脉冲的散射过程，讨论了泵浦激光和斯托克斯信号光率调制方式，带宽对泵浦光能量抽取效率和斯托克斯光脉冲波形的影响。     

Theoretical Study of High-Order Harmonic Generation From a Coherent Superposition State in a Chirp-Free Pulse Combined with a Chirped Control Pulse

In this paper, we theoretically investigate high-order harmonic generation (HHG) from a helium atom prepared in a coherent superposition state in a two-color laser field. Numerical results show that the emission efficiency of the harmonic spectrum in a coherent superposition state is enhanced by approximately eight orders of magnitude compared with the case of the ground state. In addition, the effect of the initial population of the excited state on the HHG is presented to reveal the physical origin of the enhancement of HHG. By adjusting the laser parameters of the driving pulse, such as the chirping parameter, the relative phase, and the intensity of the driving pulse, an ultrabroad continuum with a width of 275 eV can be observed. Finally, an isolated 12-as pulse is generated after phase compensation.