赖永浪 1,2张超霞 1,2,3成亚哲 1刘喆 4[ ... ]杨荣国 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 山西大学物理电子工程学院,山西 太原 030006
2 量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
3 山西大学光电研究所,山西 太原 030006
4 太原理工大学信息化管理与建设中心,山西 太原 030024
实验搭建了高阶模光学小位移测量系统。利用高阶模作为本底光的平衡零拍系统进行测量,在600 kHz~3 MHz频率段,以200 kHz为间隔,分别测量了13个频率处的小位移,并给出了相应的最小可测位移量。在不同2 MHz信号光功率条件下,研究了压电陶瓷驱动电压、噪声功率谱、信噪比以及最小可测位移量之间的关系,并利用90 μW的信号光获得了1.76×10-10 m的最小可测位移量。该结果为基于光束横向位移测量系统进一步减小测量范围的下限提供了理论与实验依据。
量子光学 小位移测量 高阶横模 信号光功率 信噪比 
中国激光
2023, 50(5): 0512003
Hui Guo 1,2Na Liu 1,2Zhi Li 1,2Rongguo Yang 1,2[ ... ]Jiangrui Gao 1,2,4,*
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
3 e-mail: liukui@sxu.edu.cn
4 e-mail: jrgao@sxu.edu.cn
This publisher’s note corrects the authorship in Photon. Res.10, 2828 (2022)PRHEIZ2327-912510.1364/PRJ.469340.
Photonics Research
2023, 11(3): 392
Hui Guo 1,2Na Liu 1,2Zhi Li 1,2Rongguo Yang 1,2[ ... ]Jiangrui Gao 1,2,4,*
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
3 e-mail:
4 e-mail:
High-dimensional entanglement is a critical foundation for the growing demand for information capacity to implement the high-capacity quantum task. Here, we report continuous-variable high-dimensional entanglement with three degrees of freedom (frequency, polarization, and orbital angular momentum) directly generated with a single type-II optical parametric oscillator (OPO) cavity. By compensating both for dispersion in frequency modes and astigmatism in higher-order transverse modes, the OPO is capable of oscillating simultaneously and outputting thousands of entanglement pairs. The three degrees of freedom high-dimensional entanglement are verified simultaneously possessing frequency comb, spin, and orbital angular momentum entanglement via 14 pairs of Hermite–Gaussian mode correlations measurement. Then, the “space-frequency” multiplexing quantum dense coding communication is also demonstrated by using the entanglement resource. It shows the great superiority of high-dimensional entanglement in implementing the high-capacity quantum task. Apart from an increased channel capacity, it is possible to conduct deterministic high-dimensional quantum protocols, quantum imaging, and especially quantum computing.
Photonics Research
2022, 10(12): 2828
Chunxiao Cai 1,2Long Ma 1,2Juan Li 1,2Hui Guo 1,2[ ... ]Jiangrui Gao 1,2,*
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
As a highly entangled quantum network, the cluster state has the potential for greater information capacity and use in measurement-based quantum computation. Here, we report generating a continuous-variable quadripartite “square” cluster state of multiplexing orthogonal spatial modes in a single optical parametric amplifier (OPA), and further improve the quality of entanglement by optimizing the pump profile. We produce multimode entanglement of two first-order Hermite–Gauss modes within one beam in a single multimode OPA and transform it into a cluster state by phase correction. Furthermore, the pump-profile dependence of the entanglement of this state is explored. Compared with fundamental mode pumping, an enhancement of approximately 33% is achieved using the suitable pump-profile mode. Our approach is potentially scalable to multimode entanglement in the spatial domain. Such spatial cluster states may contribute to future schemes in spatial quantum information processing.
Nonlinear optics, parametric processes Squeezed states 
Photonics Research
2018, 6(5): 05000479
作者单位
摘要
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)导引展现出一种不同于量子纠缠态与Bell非局域性的量子非局域性,其中单向EPR导引在量子秘密共享中尤为重要。提出了一种通过在EPR纠缠态的一方增加噪声来改变EPR导引特性的方案,在引入噪声之后,分析了导引参数与可变分束器的反射率之间的关系,并研究了EPR导引的方向由双向到单向的改变过程。该研究对非对称的量子非局域性操控以及量子信息传递过程中的量子控制具有重要意义。
量子光学 EPR导引 噪声 非对称性 量子信息 
光学学报
2018, 38(4): 0427002
作者单位
摘要
1 山西大学 物理电子工程学院,山西 太原 030006
2 山西大学 光电研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
压缩态光场是连续变量量子信息科学研究的重要资源。本文提出了一种利用级联的单共振倍频系统提高压缩度的方案,研究表明两次倍频分别产生的二次谐波与四次谐波场为压缩态光场,且四次谐波场的压缩度比二次谐波场提高了大约3 dB。我们还研究了两个谐波场的压缩度随泵浦场衰减率、泵浦功率的变化关系。该系统不仅可以增强压缩态光场的压缩度,而且能将压缩光拓展到更短的波长区域。此外,通过对波长1 014.8 nm的基频光进行四倍频获得与汞原子吸收线波长相对应的压缩光场,对量子存储、光谱测量和光频标具有实用价值。
级联倍频 压缩态 量子噪声 Cascaded frequency doubling Squeezed state Quantum noise 
量子光学学报
2017, 23(4): 333
杨荣国 1,2,*张静 1,2翟淑琴 1,2刘先锋 1,2
作者单位
摘要
1 山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
将Nd:YVO4-KTP固体激光器输出的532 nm和1064 nm激光分别作为抽运光和种子光注入一个内置周期极化磷酸氧钛晶体的简并光学参量放大器,通过非线性光学参量过程产生明亮的高阶横模TEM01正交振幅压缩态光场,利用平衡零拍探测系统测得其压缩度为2.2 dB,利用数字存储示波器记录经信号处理系统变换的数据,再通过自编的软件利用量子层析测量技术得到了该压缩态光场在相空间的Wigner准概率分布函数,并将其与理论结果作了对比,两者基本一致。
量子光学 压缩态光场 高阶厄密高斯模 光学参量放大器 Wigner准概率分布函数 
中国激光
2014, 41(3): 0318001
作者单位
摘要
山西大学光电所量子光学和光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
对单频光纤激光系统的输出噪声进行了测量和研究, 利用前置光电负反馈方法对光纤激光器的强度噪声进行了抑制, 调节反馈增益和延迟时间, 可以在不同的边频处接近散离噪声极限, 在分析频率6.0 MHz处抑制程度达到22 dB。
量子光学 单频光纤激光器 强度噪声 光电前馈 噪声抑制 
中国激光
2009, 36(7): 1852

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