非简并光学参量放大器线宽对纠缠增强的影响

非简并光学参量放大器可以有效地增强其注入纠缠态光场的纠缠度。但是由于光学参量放大器具有一定的线宽,所以不可能实现整个频率范围内的纠缠增强。为此,在本文中我们分析了光学参量放大器线宽对纠缠增强效率的影响,为今后开展宽频纠缠增强提供参考。     

驱动场对非简并光学参变振荡器动力学特性的影响

研究了驱动场对非简并光学参变振荡器动力学行为的影响,通过计算系统的李雅普诺夫(Lyapunov)指数,发现当驱动场变化时,系统会出现定态、周期态、混沌态和超混沌态,并得到与各状态相应的驱动场取值范围。基于相图、Lyapunov指数谱和时间序列图的数值模拟也证实了计算结果,为进一步研究该系统的混沌反控制奠定了基础。     

光学简并参量振荡中的量子非破坏性测量

应用非线性量子光学的全量子理论,对光学简并参量振荡中的量子非破坏性测量(QND)问题进行了研究.发现测量系统在共振情况下,在阈值附近存在着最佳的QND测量;而在失谐情况下,系统的最佳QND测量位于非线性共振点(NDR). 关键词： 量子光学 非线性共振 光学参量振荡     

基于非简并光学参量放大器产生光学频率梳纠缠态

实验研究了阈值以下非简并光学参量放大器中的频率梳纠缠特性,在实验上制备了具有频率梳结构的Einstein-Podolsky-Rosen纠缠,实验中对5对频率梳边带间纠缠进行了测量,纠缠度约为4.5 dB.该频率梳纠缠态作为一种可扩展的量子信息系统,可为实现频分复用的多通道离物传态的实验提供必要的光源,为未来大容量的量子通信与网络提供了新思路.     

非简并光学参量振荡腔非稳特性研究

根据三模相互作用的半经典运动方程,讨论了参量下转换过程中非简并参量振荡腔的稳定性问题.研究表明:当信号光与闲置光的失谐量不一致时,腔内光场相位出现自调制现象.求出了产生自调制效应的阈值条件.讨论了自调制周期的参量依赖关系,并提出了通过耦合模强度自脉冲观测相位自调制的物理方法. 关键词：     

频率非简并第I类自发参量下转换纠缠光子对量子特性

理论研究了频率非简并第I类自发参量下转换过程中产生的纠缠光子对的量子特性,且与频率简并的情况做了对比.通过纠缠光子对的联合谱强度分析了纠缠光子对的光谱特性及纠缠特性;通过洪-区-曼德尔干涉仪和马赫-曾德尔干涉仪分析了纠缠光子对的量子干涉特性.结果表明:脉冲泵浦作用下,由于频率非兼并使得相位匹配函数不对称,导致两纠缠光子可区分,量子干涉可见度减小.随着泵浦脉冲频宽的增加,这种效应更加明显.连续激光泵浦时,相位匹配函数是对称的,得到最大的纠缠度和量子干涉可见度.该研究为频率非简并纠缠光子源在各种量子信息方案中的应用提供理论指导.     

简并光学参量振荡器的混沌反控制与混沌同步

针对简并光学参量振荡器的非线性动力学特点,应用两个简并光学参量振荡器之间的互耦合法,研究了简并光学参量振荡器的混沌反控制与混沌同步。数值模拟了简并光学参量振荡器从周期输出到混沌输出的转换,理论计算了对于不同抽运强度的简并光学参量振荡器实现从周期输出到混沌输出的转化需要的最小互耦合系数。数值分析结果说明,具有不同的抽运强度和互耦合系数的简并光学参量振荡器形成的混沌吸引子不同,只要两个互耦合的简并光学参量振荡器实现混沌输出,这两个简并光学参量振荡器之间就能实现混沌精确同步,根据耦合方式的不同,两个简并光学参量振荡器之间存在两种同步方式,即同向同步和反相同步。     

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。     

非简并光学参变振荡器的不稳定性研究

通过求得非简并光学参变振荡器的稳态解及特征值,研究了在共振与失谐两种情况下该系统的不稳定性.结果表明:共振时系统总是处于稳定状态,而有失谐时系统存在不稳定性.并通过数值模拟绘出共振情况下特征值随驱动场强度的变化曲线,及失谐时三个模量的输出信号随时间的变化情况.     

利用非简并光学参量振荡腔产生连续变量三色三组分纠缠态

利用半经典理论方法计算了运转于阈值以上的非简并光学参量振荡腔输出信号场、闲置场及反射抽运场的关联特性. 根据 van Loock 等提出的连续变量多组分纠缠判据, 计算结果表明, 常温下这三个光场的正交振幅分量与正交位相分量之间存在三组分量子关联, 得到了三色三组分纠缠态光场. 数值计算了关联噪声对参量振荡腔物理参数的依赖关系, 找出了产生三色三组分纠缠态产生的最佳运转条件, 为连续变量多组分纠缠态光场产生系统的设计提供了直接参考. 关键词： 连续变量 非简并光学参量振荡腔 三色三组分纠缠态     

非简并光学参量振荡腔的经典增益

采用双晶体串接,温度调谐及光楔补偿方法,实现了参量振荡腔内泵浦场与非简并亚谐波场之间的三模同时共振,测定了系统的经典增益,实验结果与半径典理论计算符合.     

非简并光学参变振荡器的混沌控制

提出了一种实现非简并光学参变振荡器混沌控制的方法,用正弦信号调制非简并光学参变振荡器的驱动场和基模衰减率,使非简并光学参变振荡器从混沌态输出转化为周期态输出。基于李雅普诺夫(Lyapunov)指数谱、相图和时间序列的数值模拟结果表明,选择适当的调制幅度和调制角频率,只要满足系统最大的Lyapunov指数不大于0,即可将系统中的混沌控制到期望的周期轨道。     

简并光学参量振荡器的超混沌控制与周期态同步

针对简并光学参量振荡器的非线性动力学特点,应用互耦合参量调制法研究了两台简并光学参量振荡器之间的超混沌控制与周期态同步.理论研究结果表明,对于全同或不完全相同的简并光学参量振荡器均可实现从超混沌输出到周期输出的转化,当满足最大条件Lyapunov指数小于零时,两台全同简并光学参量振荡器之间可以实现两种方式的周期态精确同步,即同向同步和反向同步,同步方式与初始条件和调制系数有关.     

对飞秒脉冲同步泵浦光学参量振荡器中输出场模式空间旋转的分析

基于飞秒脉冲同步泵浦光学参量振荡器（SPOPO）产生的时域多模非经典光场与空间的厄米高斯多模相结合,可以产生具有时空多模特性的非经典光场,将有望进一步扩展量子信道容量并且进行量子测量。为了实现SPOPO中多横模共振所搭建的非平面环形腔,其在补偿了像散的同时引入了光束的图像旋转。本文就这一问题,采用了高斯光束反射坐标系的构建方法,分析了非平面环形腔中坐标旋转的成因。并且进一步使用多光束干涉的方法理论上计算了当光束在谐振腔内一圈旋转3.26°的情况下总旋转角为25.641°。通过实验模拟验证了理论计算的正确性,并分析了在不同的坐标旋转角以及在不同透射率透射镜的情况下腔镜输出模式的旋转角度,得出了输出模式旋转角度与二者的关系,为进一步优化SPOPO系统和研究非平面腔SPOPO中的多模纠缠关系提供了依据。     

基于光学参量振荡器的可调谐红外激光的强度噪声特性

红外激光光源在微量气体、高分辨率光谱分析和量子光学研究等领域具有重要的应用.本文利用锁定单共振光学参量振荡器内腔标准具的方案获得了无跳模连续调谐的红外激光输出,理论和实验研究了红外激光的强度噪声特性,分析了影响强度噪声的因素.通过控制非线性晶体的温度和标准具调制信号实现了对红外激光强度噪声的抑制.当控制非线性晶体工作温度为60℃,内腔标准具调制信号为8 kHz时,单共振光学参量振荡器输出信号光和闲置光的强度噪声分别降低了11和8 dB.     

色散效应对光学参量放大器量子起伏特性的影响

解析求解了包含色散、损耗和抽运吃空的含时的Fokker-Planck方程,通过数值计算首先获得了色散时简并参量放大(DOPA)系统的光压缩特性.研究结果表明：色散效应是由非线性极化率从χ″增大到χ″/{1+σ²/}/+2而引起的.随着色散效应的逐渐增大,压缩曲线的形状基本相同,且整体向左收缩,最大压缩趋近于线性理论的结果1/(1+μ).还获得了色散时非简并参量放大(NOPA)系统的光纠缠特性.研究发现：当σ给定,随着抽运参数μ的增大,相应的相位变化也增大,非线性极化率的极性发生多次变化,极性为正阶段的增益大部分被极性为负阶段的衰减所抵消,净增益不大,压缩也不大,最小均方差V₁的值逐渐减小,且整体向右移动,接近于线性理论的结果1/(1+μ). 关键词： 色散 量子起伏 光学参量放大器     

色散效应对光学参量放大器量子起伏特性的影响

解析求解了包含色散、损耗和抽运吃空的含时的Fokker-Planck方程,通过数值计算首先获得了色散时简并参量放大(DOPA)系统的光压缩特性.研究结果表明：色散效应是由非线性极化率从χ″增大到χ″/{1+σ²/}/+2而引起的.随着色散效应的逐渐增大,压缩曲线的形状基本相同,且整体向左收缩,最大压缩趋近于线性理论的结果1/(1+μ).还获得了色散时非简并参量放大(NOPA)系统的光纠缠特性.研究发现：当σ给定,随着抽运参数μ的增大,相应的相位变化也增大,非线性极化率的极性发生多次变化,极性为正阶段的增益大部分被极性为负阶段的衰减所抵消,净增益不大,压缩也不大,最小均方差V₁的值逐渐减小,且整体向右移动,接近于线性理论的结果1/(1+μ).     

非临界相位匹配KTP光学参量振荡器的研究

对电光调Q(Ce,Nd):YAG激光抽运内腔非临界相位匹配(NCPM)光参量振荡器(IOPO)进行了实验研究,实验发现IOPO输出光波长为532 nm、632 nm、1 064 nm、1 100 nm和1 571 nm 5种。OPO输出镜对信号光反射率较大时,信号光出现多脉冲,可以通过控制信号光反射率,使信号光为单脉冲。信号光能量随着抽运能量增加到一定值后出现饱和。