高效率外腔倍频产生低噪声连续单频780nm激光

利用1.56μm连续单频光纤激光器抽运周期极化铌酸锂晶体,通过外腔谐振增强倍频技术获得了低噪声连续单频780nm激光。为了实现高效率倍频,理论设计了倍频腔的最佳腔镜透射率、腔长以及腔模体积等以实现谐振倍频过程中的模式匹配和阻抗匹配。在此基础上,实验获得了输出功率达1W的连续单频780nm激光,倍频效率达84.8%。进一步利用高精细度模式清洁器降低激光的强度噪声,实验获得了输出功率达700mW、强度噪声在分析频率4MHz处达到散粒噪声基准的低噪声连续单频780nm激光。该系统的激光波长分别位于量子态传输波段与原子存储波段,可用于研究实用化量子信息处理系统。     

Generation of a squeezed state at 1.55 μm with periodically poled LiNbO3

We report on the generation of a squeezing vacuum at 1.55 μm using an optical parametric amplifier based on periodically poled LiNbO 3.Using three specifically designed narrow linewidth mode cleaners as the spatial mode and noise filter of the laser at 1.55 μm and 775 nm,the squeezed vacuum of up to 3.0 dB below the shot noise level at 1.55 μm is experimentally obtained.This system is compatible with standard telecommunication optical fibers,and will be useful for continuous variable long-distance quantum communication and distributed quantum computing.     

473 nm和946 nm双波长输出的全固态Nd:YAG激光器

设计并实现了473 nm和946 nm双波长输出的全固态Nd:YAG激光器.利用激光二极管端面泵浦Nd:YAG晶体,在三镜折叠谐振腔中插入Brewster窗片作为起偏器,通过周期极化晶体PPKTP内腔倍频获得473 nm蓝光输出.同时利用Nd:YAG激光晶体的热退偏效应,把Brewster窗片作为基频光输出耦合镜,实现946 nm激光输出.通过调谐PPKTP的温度,优化了倍频光和基频光的输出功率.泵浦功率25W时,实验获得了1.8W的473 nm倍频蓝光和0.8W的946 nm基频激光输出.     

实验制备光通信波段1.34μm高纯度的压缩态

本文利用周期极化磷酸氧钛钾晶体构成的光学参量振荡器实验制备了光通信波段1.34μm纯度为0.993的真空压缩态光场,压缩态光场的压缩度为2.98dB、反压缩度为3.04dB。高纯度的真空压缩态光场可为制备光通信波段高保真度的薛定谔猫态提供量子光源。     

1.5μm光通信波段明亮压缩态光场的产生及其Wigner函数的重构

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.     

用于光声成像的高灵敏度光纤法珀腔传感器

针对用于光声成像的光纤法珀腔传感器,建立了考虑光电探测器的暗电流噪声和热噪声、探针光源的相对强度噪声和相位噪声的光纤法珀腔传感器的测声信噪比理论模型.理论分析讨论了法珀腔镀膜反射率、法珀腔长、压敏薄膜的厚度和有效半径等参数对光纤法珀腔传感器的测量灵敏度和信噪比的影响,为光纤法珀腔光声传感器的研制和性能优化提供了理论依据...     

利用单共振光学参量振荡器产生宽调谐高功率连续单频红外激光

利用自制的高功率连续单频1.06μm激光器抽运基于周期性极化铌酸锂(PPLN)晶体的单共振光学参量振荡器(SRO),实验产生了宽调谐高功率连续单频红外激光。通过控制改变PPLN晶体的极化周期和温度,连续单频信号光和闲频光波长分别可从1.45μm调谐到1.79μm和从2.62μm调谐到3.99μm。当抽运功率为15.5 W时,1.52μm信号光和3.53μm闲频光的最大输出功率分别为5.1W和2.1W,光光转换效率达46.5%。当SRO自由运转时,信号光和闲频光在4h内实测的功率波动分别小于±2.77%和±2.79%,同时信号光在4h内实测的频率漂移小于±45 MHz。     

连续变量Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场在光纤信道中分发时纠缠的鲁棒性

Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场是实现基于光纤的连续变量量子信息处理的重要量子光源,其在光纤信道分发时会与信道相互作用发生解纠缠,影响量子信息处理的性能.本文利用部分转置正定判据分析了Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场在单通道和双通道光纤信道分发方案中,其初始态的关联正交分量对称性、模式对称性、纯度和光纤信道额外噪声对传输距离、纠缠态光场的纠缠特性及鲁棒性的影响.在单通道和双通道方案中,光纤信道的额外噪声都会引起纠缠态光场的解纠缠,随着噪声的增大,传输距离迅速减小.要保持Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场在光纤损耗信道中的纠缠鲁棒性,双通道方案比单通道方案对初始态的关联正交分量对称性和纯度方面的要求更为苛刻.而且单光纤噪声通道分发方案对模式对称性参数不敏感,模式对称性参数变化不会引起解纠缠,也不影响最大传输距离和纠缠鲁棒性特征;在双光纤噪声通道分发时,模式不对称参数降低会减小最大传输距离,并出现纠缠突然死亡.     

Linear polarization output performance of Nd:YAG laser at 946 nm considering the energy-transfer upconversion

A theoretical model of quasi-three-level laser system is developed, in which both the thermally induced depolarization loss and the effect of energy-transfer upconversion are taken into account. Based on the theoretical investigation of the influences of output transmission and incident pump power on thermally induced depolarization loss, the output performance of 946 nm linearly polarized Nd:YAG laser is experimentally studied. By optimizing the transmission of output coupler,a 946 nm linearly polarized continuous-wave single-transverse-mode laser with an output power of 4.2 W and an optical–optical conversion efficiency of 16.8% is obtained, and the measured beam quality factors are M_x~2= 1.13 and M_y~2= 1.21.The theoretical prediction is in good agreement with the experimental result.     

低噪声连续单频532 nm/1.06μm双波长激光器

研制出一台全固态低噪声连续单频Nd∶YVO_4-LBO双波长激光器,通过优化三硼酸锂(LBO)的匹配温度,获得了波长为1.06μm的激光功率为3.8 W、波长为532 nm的激光功率为7.8 W的连续单频双波长激光输出,并有效降低双波长激光的强度噪声和相位噪声。实测的1.06μm和532 nm波长激光的强度噪声均在分析频率大于3.5 MHz时达到散粒噪声极限,相位噪声均在分析频率大于5 MHz时达到散粒噪声极限。当采用Pound-Drever-Hall锁腔技术锁定激光器的腔长时,1.06μm波长激光在1 h内的频率漂移小于±0.8 MHz。实测的1.06μm和532 nm波长激光在5 h内的功率波动分别小于±0.63%和±0.47%,光束质量因子分别为1.04和1.12。