1 西安工业大学 光电工程学院, 西安 710021
2 浙江大学 物理系 光学研究所, 杭州 310027
为了在对基频光透射率分别为5%和10%的两种入射腔镜(其它参数相同)中择优, 利用波长对应于铯原子D1线的894.6nm半导体激光作为基频光, 抽运以周期极化磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体作为非线性介质的两镜驻波倍频腔, 通过外腔倍频过程产生447.3nm蓝光, 对利用这两种腔镜搭建倍频腔所产生的蓝光进行了对比。结果表明, 在注入350mW基频光、倍频腔采用透射率为5%的入射腔镜时, 制备了178mW蓝光, 倍频效率为50.8%, 0.5h功率起伏为1.4%; 采用10%透射率腔镜的倍频腔获得131mW蓝光, 倍频效率为37.4%, 0.5h功率起伏为0.7%;使用5%透射率入射腔镜的倍频效果更好。该研究对产生铯原子D1线非经典光场所需高质量抽运源的制备具有重要指导意义。
激光技术 外腔倍频 入射腔镜 透射率 laser technique external-cavity frequency doubling input mirrors transmittance
1 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
2 浙江大学物理系 光学研究所,浙江 杭州 310027
量子干涉(QI)和Autler-Townes分裂(ATS)是原子-光相互作用系统中的两种不同效应。在电磁诱导透明(EIT)系统中,当耦合光强度适中时,二者会同时存在。一般以耦合光拉比频率作为定性区分QI与ATS的依据,同时Akaike信息准则(AIC)可用于量化二者的相对权重。本文基于AIC方法研究了原子系统中退相位对QI和ATS权重的操控作用。研究表明,通过调节退相位率,可以实现QI和ATS之间的相互转换,以及相消干涉和相长干涉之间的相互转变。利用耦合光和探针光之间的相位关联可以实现退相位的精确操控,由此改变QI和ATS的权重,进而达到QI效应的极大增强。
退相位 电磁诱导透明 Autler-Townes分裂 量子干涉 Akaike信息准则 dephasing electromagnetically induced transparency autler-townes splitting quantum interference akaike information criterion
1 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
2 浙江大学 物理系,光学研究所,浙江 杭州 310027
提出了一种利用原子系统的关联相位涨落调控量子干涉的方法。原子之间的碰撞以及原子与外界热库的耦合会导致原子能级产生随机的相位涨落。研究了不同能级的相位涨落的强度和他们之间的关联对原子相干性和量子干涉的影响。结果表明,正关联相位涨落可以增强相消量子干涉(探针光的吸收减弱),而反关联相位涨落可以增强相长量子干涉(吸收增强)。在特定条件下量子干涉消失,原子对探针光的响应由Autler-Townes分裂决定。最后,研究了耦合光Rabi频率对量子干涉的影响。当耦合光较弱时,可以利用原子能级的关联相位涨落有效地调控量子干涉;当耦合光很强时,量子干涉非常弱,可以被忽略。
量子干涉 Autler-Townes分裂 电磁诱导透明 原子相干性 quantum interference autler-Townes splitting electromagnetically induced transparency atomic coherence
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
通过铯原子D1线超精细跃迁能级的偏振光谱获得鉴频曲线,利用电子伺服系统将鉴频曲线反馈到894.6 nm 外腔式半导体激光器的压电陶瓷上进行锁定。由于偏振光谱技术不需要对激光器进行调制,因此不会带来额外的噪声。激光器自由运转400 s 内频率起伏为2.35 MHz,采用偏振光谱锁定激光器后400 s 内频率起伏为0.95 MHz,有效抑制了激光器的频率起伏。
铯原子D1线 偏振光谱 稳频 cesium D1 line polarization spectroscopy frequency stabilization
1 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
2 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
对应于碱金属原子吸收线的非经典光是量子信息网络中重要光源之一, 近年来受到人们的广泛关注。而对应于铯原子D1线的非经典光场由于其独特的波长在固态量子信息网络中有重要应用前景。采用连续单频钛宝石激光器作为光源, 将输出的锁定于铯原子D1线的894.6 nm激光通过外腔倍频产生447.3 nm蓝光, 再用于抽运由周期极化磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体作为非线性介质的连续简并光学参量振荡器, 获得铯原子D1线的单模正交压缩真空光。光学参量振荡器阈值为39 mW, 在注入抽运光功率为30 mW时, 利用平衡零拍探测装置测得2.8 dB正交压缩度。考虑到探测效率, 光学参量振荡器输出光场的实际压缩度为4.4 dB。
非线性光学 光学参量振荡器 正交压缩真空态 平衡零拍探测 铯原子D1线
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, 太原 030006
为了对抽运源的稳频技术做出对比和选择, 采用内调制技术和相位调制光外差技术, 以周期性极化KTP晶体作为非线性晶体, 实现了894.6nm连续光两镜驻波倍频腔的稳频运转。结果表明, 在不同注入光功率下, 用这两种方法锁定倍频腔后获得的蓝光功率基本相同; 在最大注入光功率为350mW时, 获得178mW的447.3nm蓝光, 相应的转化效率为50.8%;在最大注入光功率下, 利用内调制技术和相位调制光外差稳频技术获得的蓝光在2h内功率起伏分别为3.4%和2.3%。该研究对获得稳定输出的447.3nm蓝光用来制备铯原子D1线的非经典光的实验是有帮助的。
激光技术 倍频 相位调制光外差技术 内调制技术 laser technique frequency doubling Pound-Drever-Hall technology intra-modulation technology
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
本文主要对高阶厄米高斯模式的倾角测量进行了理论分析,提出了利用高阶厄米高斯模式可以进一步提高倾角测量的方案,并对不同模式进行倾角测量的精度进行了对比。计算结果表明,采用的模式的阶数越高,倾角测量的精度越高,这一结果为进一步提高倾角测量实验提供理论依据。
高阶厄米高斯模式 倾角测量 平衡零拍探测 最小可测倾角 high-order Hermite-Gauss mode tilt measurement Homodyne detection minimum measurable tilt
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
本文主要研究光泵浦效应对电磁诱导透明介质极化特性的影响。理论分析了耦合场分别与探针场同向和反向传播时,介质对探针场的色散和吸收特性。同时理论分析表明,相对二能级原子来说,由于耦合光的泵浦作用,在多普勒吸收基础上,原子对探针光的吸收增强,并且这种泵浦作用与耦合场传播方向无关。实验上验证了上述理论研究中原子介质对探针场的吸收特性。进一步地,实验研究了耦合光功率、频率失谐及粒子数密度等参量对泵浦率的影响,特别是对吸收宽度和深度的影响。
电磁诱导透明 光泵浦效应 多普勒频移 频率失谐 electromagnetically induced transparency optical pumping effect Doppler shift frequency detuning
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
光学锁相环(OPLL)是电子学锁相环在光学领域的拓展,它是基于光电探测器、鉴相器以及配套的电路,通过反馈回路控制半导体激光器的电流模块和压电陶瓷扫描模块,以达到锁定两束激光的频率和相位的目的。介绍了光学锁相环的结构、鉴频鉴相器(PFD)的工作原理,并基于锁相环路芯片ADF41020设计了一种光学锁相电路,设计锁定两束激光的频率差的范围为4 GHz-18 GHz。
光学锁相环 鉴频鉴相器 锁相电路 optical phase locked loop phase frequency detector phase locked circuits
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院, 合肥 230009
2 合肥工业大学 电气与自动化工程学院, 合肥 230009
3 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, 太原 030006
采用海森堡-朗之万方法理论研究了Tripod型双电磁诱导透明原子系统中压缩态探针场的传输特性.研究结果表明: 通过双透明窗口压缩光可实现双通道传输, 且每个通道可以被独立操控; 当两束耦合场的频率失谐相等时, 输出探针场的压缩度可以得到更好的保持.此外, 输出探针场的压缩度可以通过耦合场的拉比频率、原子的光学厚度和基态退相干率以及探测频率来操控.该研究结果为进一步优化多通道量子存储提供依据.
量子光学 电磁诱导透明 压缩光 量子噪声 探测频率 Tripod型系统 Quantum optics Electromagnetically induced transparency Squeezed state light Quantum noise Detection frequency Tripod-type system 光子学报
2016, 45(11): 1127001
