天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
光纤中的三阶非线性效应可用于多种量子态的制备,为量子信息的研究提供了一种有效的工具。光纤波导结构具有非线性作用长度长以及传输损耗低的特点,这可使非线性效应显著增强;而且波导结构中所产生的量子态具有纯净的空间模式,这有利于量子态的收集和操控;此外现有光纤和光纤器件具有工艺成熟、稳定高效和成本低廉的特点,这使得基于光纤的量子光源具有小型化、低成本以及可与现有光纤网络高效集成的优势。对基于光纤的量子关联光子对的制备工作进行回顾,主要内容包括利用不同种类的光纤实现不同波段、不同频谱特性的关联光子对,以及不同自由度的纠缠关联光子对。
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 教育部光电信息技术科学重点实验室, 天津 300072
利用光子晶体光纤中产生的一对波长可分别在750 nm～880 nm和1 310 nm～1 620 nm范围内连续调谐的量子关联光子, 对一台待测单光子探测器在覆盖O, C和L三个通信波段的多个选定波长处进行了量子效率的标定测量。该方法可用于在这三个波段内任意波长处绝对标定单光子探测器的量子效率。
单光子探测器 量子效率 关联光子对 绝对标定 single photon detector quantum efficiency correlated photon pairs absolute calibration
Author Affiliations
Abstract
College of Precision Instrument and Opto-Electronics Engineering, Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology, Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China
Using the quantum interference of photon pairs in N-stage nonlinear interferometers (NLIs), the contour of the joint spectral function can be modified into an islands pattern. We perform two series of experiments. One is that all of the nonlinear fibers in pulse pumped NLIs are identical; the other is that the lengths of N pieces of nonlinear fibers are different. We not only demonstrate how the pattern of spectral function changes with the stage number N, but also characterize how the relative intensity of island peaks varies with N. The results well agree with theoretical predictions, revealing that the NLI with lengths of N pieces of nonlinear fibers following binomial distribution can provide a better active filtering function. Our investigation shows that the active filtering effect of multi-stage NLI is a useful tool for efficiently engineering the factorable two-photon state—a desirable resource for quantum information processing.
quantum state engineering optical parametric amplifier nonlinear quantum interference Chinese Optics Letters
2021, 19(5): 052702
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
2 烽火藤仓光纤有限公司, 湖北 武汉 430074
模分复用技术是突破单模光纤通信系统容量极限的潜在途径。在未来可能存在的模分复用与波分复用相结合的系统中,不同空间模式和波长的增益差将制约系统容量和速率。为实现模式增益均衡和波长增益平坦,利用1480 nm LP11模式抽运光抽运44.5 km超低损少模光纤,进行分布式少模光纤拉曼放大。利用残余抽运光抽运少模掺铒光纤,进行集中式少模掺铒光纤放大,实验演示远程遥泵少模光纤放大器。实验表明,在1560~1600 nm增益平坦带宽范围内,LP01和LP11两个模式等效开关增益大于15 dB,模间增益差约为2 dB。
光纤光学 模分复用 波分复用 远程遥泵少模光纤放大器 增益均衡 光学学报
2019, 39(10): 1006004
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Opto-electronic Information Technical Science of Ministry of Education, College of Precision Instruments and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Fiberhome & Fujikura Optics Co., Ltd., Wuhan 430074, China
Using the few-mode erbium-doped fiber (FM-EDF) with a simple two-layer erbium-doped structure, we demonstrate an all-fiber FM-EDF amplifier. The gain equalization among the six spatial modes supported by the FM-EDF is achieved when only the pump in the fundamental mode (LP01) is applied. When the signals in six spatial modes are simultaneously amplified, the average modal gain is about 15 dB, and differential modal gain is about 2.5 dB for the signal at 1550 nm.
060.2330 Fiber optics communications 060.4230 Multiplexing 060.2410 Fibers, erbium 140.4480 Optical amplifiers Chinese Optics Letters
2019, 17(10): 100604
1 临沂大学材料科学与工程学院, 山东 临沂 276000
2 青岛大学材料科学与工程学院, 石墨烯应用技术研究院, 山东 青岛 266071
3 临沂国际学校, 山东 临沂 276000
以玻璃基底作为聚苯乙烯纳米球的载体, 首先将聚苯乙烯纳米球旋涂在玻璃基底上, 然后通过热沉积的方法将金熔融沉积在聚苯乙烯纳米粒子的表面, 再通过超声的方式将负载有金纳米帽子的聚苯乙烯微球从玻璃基底上分离下来, 最后用二氯甲烷将聚苯乙烯微球溶解掉, 成功制备了空心的金纳米帽子材料。 通过共价键链接的方式在这些空心的金纳米帽子的表面成功修饰上苯的衍生物, 通过测试分析发现, 修饰带有不同电性的基团, 金纳米帽子的等离子体共振吸收会发生不同的红移或蓝移现象, 推测这是由于金纳米帽子表面结构电子密度的变化所导致。
重氮盐分子 金纳米帽子 聚苯乙烯微球 复合粒子 Diazonium salt molecules Gold nanocaps Polystyrene microspheres Nanocomposites 光谱学与光谱分析
2019, 39(7): 2073
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
基于色散位移光纤中的自发四波混频过程,制备了具备光学输出以及电子辅助信号输出的1550 nm通讯波段便携式偏振纠缠量子光源,标准单模光纤端口可输出信号波长和闲置波长分别为1558.17 nm和1548.51 nm的偏振纠缠光子对,同轴电缆端口可输出用于单光子探测器和数据采集系统的经延时调谐和分频的电信号。结果表明,当单通道光子产生率约为0.0007 pair/pulse时,符合计数率与随机符合计数率之比可达22.8;偏振纠缠干涉条纹可见度为87%。
量子光学 偏振纠缠 四波混频 色散位移光纤 延时 分频 激光与光电子学进展
2019, 56(9): 092701
天津大学 精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
利用基于光纤的便携式偏振纠缠光子对源作为检测光源,搭建了使用单模光纤进行耦合的量子椭圆偏振光测量装置。实验测量了氧化层厚度为100 nm的氧化膜硅片样品,通过将偏振纠缠光子对中的一路经由氧化膜硅片样品进行反射,然后借助双光子符合计数方法测量反射后的量子态,得到了样品的椭圆偏振参数。当入射到样品上的光子波长为1 558.17 nm,入射角为30°时,通过三次实验所得的椭圆偏振参数(ψ,Δ)的平均值分别为40.23°和173.10°,标准差分别为0.046°和0.403°,测量结果的相对标准偏差小于1％,同时该结果与仿真模拟值相符。
椭圆偏振光测量 偏振纠缠光子 光纤 自发四波混频 Ellipsometry Polarization entanglement photons Fiber Spontaneous four-wave mixing
浙江大学 光电科学与工程学院 现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027
提出了磁场和温度场共同作用下光纤陀螺产生磁温耦合效应的理论, 建立了相应的数学模型, 并对该模型进行仿真分析和实验验证.理论、仿真和实验结果表明, 光纤陀螺产生的磁温交叉耦合度来自于磁场产生的非互易圆双折射、不同温度下光纤环上热应力导致的双折射、光纤固有双折射、弯曲双折射等的相互作用.在20℃~60℃的范围内, 保偏光纤直径为250 μm, 拍长为3 mm, 光纤长度为1 600 m, 光纤扭转率为1 rad/m, 光源波长为1 550 nm, 1 mT径向磁场产生的磁温交叉耦合度的最大值为6.796％.
光纤陀螺 磁温耦合效应 磁温交叉耦合度 非互易相位差 保偏光纤线圈 Fiber Optic Gyroscope (FOG) Magnetic-temperature coupling effect Degree of magnetic-temperature coupling Nonreciprocal phase error Polarization Maintaining (PM) fiber coil
Author Affiliations
Abstract
1 College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Key Laboratory of Optoelectronics Information Technology of Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Joint Institute for Measurement Science, Tsinghua University, Beijing 100084, China
3 Department of Physics, Tsinghua University, Beijing 100084, China
We experimentally demonstrate a heralded single photon source at 1290 nm by exploiting the spontaneous four wave mixing in a taper-drawn micro/nano-fiber (MNF). Because the frequency detuning between the pump and heralded single photons is ～58 THz, the contamination by Raman scattering is significantly reduced at room temperature. Since the MNF is naturally connected to standard single mode fibers via fiber tapers, the source would be compatible with the existing fiber networks. When the emission rate of heralded signal photons is about 4.6 kHz, the measured second-order intensity correlation function g(2)(0) is 0.017±0.002, which is suppressed by a factor of more than 55, relative to the classical limit.
190.4380 Nonlinear optics, four-wave mixing Chinese Optics Letters
2018, 16(4): 041903
