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
We demonstrate a high-performance acousto-optic modulator-based bi-frequency interferometer, which can realize either beating or beating free interference for a single-photon level quantum state. Visibility and optical efficiency of the interferometer are (99.5±0.2)% and (95±1)%, respectively. The phase of the interferometer is actively stabilized by using a dithering phase-locking scheme, where the phase dithering is realized by directly driving the acousto-optic modulators with a specially designed electronic signal. We further demonstrate applications of the interferometer in quantum technology, including bi-frequency coherent combination, frequency tuning, and optical switching. These results show the interferometer is a versatile device for multiple quantum technologies.
bi-frequency interferometer acousto-optic modulator quantum optics quantum manipulation 
Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 022703
孙昂 1,2,*郭学石 1,2赵雯 1,2李小英 1,2
作者单位
摘要
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
实验演示了一台小型化的全光纤强度差压缩态光源。该光源采用色散位移光纤作为非线性介质,其脉冲泵浦光的重复频率约为50 MHz,具有结构稳定、体积小的优点。采用宽带宽差分探测器,在较宽的分析频率范围内对该光源的强度差压缩特性进行测量分析。结果表明:室温下该光源的频率小于65 MHz时,测得的强度差噪声低于散粒噪声极限;在频率为20 MHz处测到了约3.8 dB的强度差压缩。本研究为后续在时域上测量强度差压缩奠定了基础。
压缩态光场 强度差压缩态光源 光纤参量放大器 连续变量量子光源 
激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106031
作者单位
摘要
1 吉林大学地球探测科学与技术学院, 吉林 长春 130012
2 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
3 中国科学院大学, 北京 100094
为了监测卫星传感器在轨辐射性能的变化、提高定标的频次和精度、满足新时期定量遥感的应用需求,提出了一种基于卡尔曼滤波的时间序列定标方法。以敦煌辐射校正场为试验场,获取高分一号宽视场成像仪(GF1-WFV)在2013—2020年间多景敦煌场地影像,先对影像灰度值进行归一化处理,利用标准差剔除异常值,筛选出有效影像;采用基于稳定目标的历史数据时间序列定标方法计算定标系数,并利用卡尔曼滤波思想对定标系数进行进一步处理,最后分别将本文定标结果与中国资源卫星应用中心(CCRS)定标结果、Landsat8定标结果进行对比。结果表明:高分一号卫星传感器在轨运行期间的最大年衰减率不超过0.3%,说明传感器未发生明显衰减;通过对定标结果的对比验证,发现基于卡尔曼滤波的时间序列定标方法所获得的定标结果比CCRS定标结果的精度高,其中各波段的平均相对误差最大可减小16.14%。由此可见基于卡尔曼滤波的时间序列定标方法具有较好的可靠性和稳定性。
大气光学 高分一号 宽视场成像仪 时间序列定标 卡尔曼滤波 高精度 敦煌定标场 
光学学报
2022, 42(12): 1201003
作者单位
摘要
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。

量子光学 量子关联光子对 光纤 参量过程 克尔非线性 
光学学报
2022, 42(3): 0327011
冯畅 1,2崔亮 1,2苏杰 1,2李小英 1,2,*
作者单位
摘要
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 
量子光学学报
2021, 27(1): 21
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
作者单位
摘要
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
作者单位
摘要
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
作者单位
摘要
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 
量子光学学报
2019, 25(1): 15

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