连续可调谐OPO及其在Cs_2分子频率调制光谱中的应用

采用边带锁频技术 ,在II类相位匹配半整体光学参量振荡器 (OPO)中实现双谐振OPO稳定单频运转 ,通过调谐抽运光频实现OPO输出连续可调谐 ,最大连续调谐范围 2 .8GHz,将其应用于Cs2 分子的频率调制光谱 ,观测到室温附近Cs2 分子气室样品在 10 41.5 0 6nm附近的高分辨率光谱     

连续可调谐OPO及其在Cs2分子频率调制光谱中的应用

采用边带锁频技术,在II类相位匹配半整体光学参量振荡器(OPO)中实现双谐振OPO稳定单频运转,通过调谐抽运光频实现OPO输出连续可调谐,最大连续调谐范围2.8GHz,将其应用于Cs2分子的频率调制光谱,观测到室温附近Cs2分子气室样品在1041.506nm附近的高分辨率光谱     

基于压缩光的量子精密测量

对任何物理量的测量都有一定的噪声, 经典测量所能达到的最小噪声一般称为散粒噪声, 对应着测量的标准量子极限. 利用压缩光可以突破标准量子极限, 从而提高测量精度. 本文介绍了压缩态光场用于突破标准量子极限的基本原理, 以及压缩态光场在相位测量、光学横向小位移及倾斜测量、磁场测量以及时钟同步等精密测量领域的应用和最新进展.     

利用SPDC和PBS实现受控非门的有效方案

任意一个N量子比特逻辑运算可以由一系列单量子比特门和受控非门实现[1].因此,这两种量子逻辑门的实现是研究量子计算自然的目标.虽然单量子比特门易于实现,但是由于光子间的相互作用比较弱,所以很难实现受控非门的操作.本文基于T.B.Pittman[2]与A.L. Migdall[3]等人的工作,提出了利用自发参量下转换(SPDC)过程采用多点延时探测触发的方法获得高效单光子源,提高实现受控非门效率的理论方案.     

利用明亮纠缠光的连续变量量子离物传态的实验研究

我们利用单个II类相位匹配OPA产生的双模压缩态实现连续变量压缩纠缠态,完成了连续变量量子离物传态.利用II类相位匹配OPA参量缩小过程可以实现正交振幅反关联、正交位相关联的压缩纠缠态,与运转于阈值以下的OPO产生的正交振幅关联、正交位相反关联的压缩纠缠态相比,这种纠缠可以采用直接平衡测量的方法完成Bell态测量.利用双KTP补偿非线性过程的离散效应,获得了最大压缩大于2 dB的双模压缩纠缠态,采用直接测量的方法,我们完成了真空场正交分量的离物传送.探测器探测效率93%,保真度达到0.59.采用这种方案简化了测量方法与纠缠光源产生装置,有利于进行量子通信的实验研究与应用.     

自发参量下转换实现量子非线性逻辑操作方案

自发参量下转换作为一种重要的非经典光场的产生过程,在基础量子光学实验研究、量子通讯、量子计算等领域有着重要的应用.由于参量过程产生的光场具有单光子量子统计特性,在量子通讯中,在提高信息容量,确保信息安全,避免通讯传输过程中的信号窃取等方面具有经典信息无法比拟的优越性.利用I类BBO晶体作为参量下转换,实验上研究了425 nm飞秒脉冲泵浦的下转换光的量子统计分布,并提出了实现量子非线性逻辑门的可行性方案.     

共振增强的光学参变下转换

多光子纠缠态是量子通讯网络中的重要资源,光与二阶非线性介质相互作用的自发参变下转换过程是目前制备多光子态较成熟的方案之一.尽管脉冲光可以提高非线性转换效率并简化通信协议,但是进一步增强光与介质间的相互作用对提高多光子的产生效率依然必要.设计了飞秒脉冲激光谐振腔系统,在不改变脉冲重复频率和频率梳结构的情况下,提高了下转换...     

频率可调谐的非经典光场的产生及其在FM光谱中的应用

利用Ⅱ类相位匹配KTP晶体组成的双共振OPO,实现了可调谐连续OPO单频运转,最大输出功率360mW,波长调谐范围大于9nm.在此基础上,进一步利用α切割KTP晶体获得了输出波长可调谐的强度关联孪生光束,调谐范围大于5nm,最大量子关联大于5dB.将此非经典光场用于Cs2频率调制光谱测量,获得了突破散粒噪声极限4dB的测量结果,在室温下观测到了Cs2在1041nm、1065nm的吸收谱.     

Quantum frequency up-conversion with a cavity

The quantum state transfer from subharmonic frequency to harmonic frequency based on asymmetrically pumped second harmonic generation in a cavity is investigated theoretically.The performance of noise-free frequency up-conversion is evaluated by the signal transfer coefficient and the conversion efficiency,in which both the quadrature fluctuation and the average photon number are taken into consideration.It is shown that the quantum property can be preserved during frequency up-conversion via operating the cavity far below the threshold.The dependences of the transfer coefficient and the conversion efficiency on pump parameter,analysing frequency,and cavity extra loss are also discussed.     

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.