1 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西大学光电研究所 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
我们利用周期性极化铌酸锂(PPLN)波导模块演示了从铷原子D1线(795 nm)到光通信L波段(1 621 nm)的频率下转换,并将1 621 nm的转换光子通过15 km光纤进行长距离传输。为了降低由泵浦光引起的宽带自发拉曼散射噪声,我们用两个标准具级连方法将噪声带宽压窄至256 MHz。我们研究了下转换光子远距离传输后的信噪比随脉宽和平均输入光子数的变化关系,表明在低的器件外部转换效率(0.84%)下,当脉宽为30 ns,平均输入光子数为2个时,信噪比为1.5。
频率下转换 自发拉曼散射 信噪比 噪声抑制 difference frequency generation spontaneous Raman scattering signal-to-noise ratio noise suppression 量子光学学报
2023, 29(2): 020702
1 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西大学光电研究所 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
在87Rb冷原子系综中通过自发拉曼散射过程产生原子自旋波与光子的关联, 利用偏振干涉仪将与磁敏感自旋波关联的Stokes光子的两个空间模式编码为一个偏振量子比特, 产生磁敏感自旋波与光子的纠缠源。采用近共线装置和精确补偿地磁场, 纠缠源的寿命达到900s, Bell参量S=2.58±0.03。
光与原子纠缠源 磁敏感自旋波 纠缠寿命 偏振干涉仪 atom-photon entanglement magnetically field sensitive spin-wave entanglement lifetime polarization interferometer 量子光学学报
2023, 29(1): 010601
1 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西大学光电研究所 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
本文在87Rb冷原子系综中开展了腔增强量子存储, 研究了光学厚度对读出效率的影响。我们通过改变冷却光的失谐量得到了原子系综不同的Optical Depth(OD), 测量了读出效率随着原子系综光学厚度的变化。结果显示: 当冷却光处于负失谐18.5 MHz的情况时, 可使冷原子系综的OD达到最大值14, 读出效率的增强倍数为1.6倍, 本质恢复效率最大可达43.2%。
腔增强量子存储 读出效率 冷原子系综光学厚度 自发拉曼散射 cavity-enhanced quantum memory retrieval efficiency optical depth spontaneous Raman scattering
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, 太原 山西 030006
2 山西大学极端光学协同创新中心, 太原 山西 030006
在87 Rb 冷原子系综中, 通过自发拉曼散射过程产生了光子与原子自旋波的关联对。利用光学腔增强光与原子的相互作用, 使光子和原子自旋波关联对的产生率增加了3.8倍。同时, 我们也研究了光学腔对原子自旋波读出效率的影响。结果表明, 腔使自旋波的读出效率提高了1.5倍。本文的研究结果为下一步产生高恢复效率的光与原子量子纠缠提供了实验基础。
冷原子系综 自发拉曼散射 光学环形腔 cold atom ensemble spontaneous Raman scattering optical ring cavity
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, 太原 山西 030006
2 山西大学极端光学协同创新中心, 太原 山西 030006
3 山西大学物理电子工程学院, 太原 山西 030006
在铷原子波段将光场信息编码到Time-bin 量子比特, 然后将Time-bin量子比特在光纤中经过2.3 km的远距离传输, 利用非平衡马赫-曾德尔干涉仪对传输后的Time-bin的相干度进行测量, 实验结果显示单光子量级的Time-bin远距离传输后其相干保持度为81%。
Time-bin量子比特 长距离传输 非平衡马赫-曾德尔干涉仪 相干保持度 time-bin long distance transmission non-equilibrium Mach – Zehnder interferometer coherence retention
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
在87Rb冷原子系综中,利用自发Raman散射过程实现了光与原子纠缠。通过选择两个不同的跃迁频率的读光对存储的自旋波进行读出,在两种不同读光频率下测量了读出效率以及Bell参数S值。结果发现在读光功率相同的条件下其中一种读光频率的读出效率为18％,Bell参量S值为2.68。另一种读光频率的读出效率达到38％,Bell参量S值为2.5。本文的研究成果为产生高质量的光与原子纠缠源提供了实验基础。
自发拉曼散射 冷原子系综 光与原子纠缠源 读光跃迁频率 Spontaneous Raman Scattering(SRS) cold atomic ensemble entanglement of light and atom readout transition selection
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
3 山西大学 物理电子工程学院,山西 太原 030006
量子通信网络由量子节点和量子信道构成。在量子节点上进行量子态的操控,其对应的是原子记忆波段;然而原子记忆波段的工作波长在光纤(量子信道)中的传输损耗很大,不利于远距离的信息传输。在本文中,我们选用周期极化铌酸锂波导晶体作为非线性介质,利用差频技术实现了铷原子D1线795 nm波段到1 621 nm波段的频率转换,并研究了频率转换效率随实验参数的变化关系。
原子记忆波段 通信波段 差频技术 频率转换 atomic memory band communication band difference frequency technology frequency conversion
上海交通大学 电子信息与电气工程学院, 上海 200240
针对布里渊模拟信号处理系统小型化的需求, 提出一种基于掺杂氧化硅波导的受激布里渊散射瞬时频率测量(SBS-IFM)方案。这种方案在链路中添加锁相放大器与滤波器, 有效滤除了反射光, 放大并观测到了掺杂氧化硅波导中的布里渊增益信号。通过相对移动泵浦光和探测光的调制频率, 实现了基于掺杂氧化硅波导的SBS-IFM, 其IFM范围约15 GHz,精度达60 MHz。
微波光子 瞬时频率测量 布里渊增益 氧化硅波导 模拟信号处理 microwave photons instantaneous frequency measurement Brillouin gain silica waveguide analog signal processing
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,极端光学协同中心, 山西 太原 030006
在冷原子系综中,利用自发拉曼散射过程产生光与原子纠缠,测量了恢复效率随存储时间的关系。实验结果显示在没有施加轴向磁场时的存储寿命仅仅只有40 μs。而在施加轴向磁场的情况下,存储时间在50 μs以后甚至在400 μs时都可以测量到明显的恢复信号,存储寿命明显高于100 μs,远高于未施加轴向磁场时的情况。对这个实验现象进行分析认为:原子所处的环境中存在磁场噪声的影响,当没有轴向磁场时,噪声会扰乱自旋波信号的相位;当有轴向磁场时,磁场噪声对自旋波相位的影响便被抑制了。
冷原子系综 自发拉曼散射 光与原子纠缠 磁场噪声 cold atom ensemble spontaneous Raman scattering photon and atom entanglement magnetic field noise
1 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室, 江西 南昌 330063
2 南昌航空大学江西省光电检测技术工程实验室, 江西 南昌 330063
为了研究介质参数对受激布里渊散射(SBS)时间相干性的影响,提出一种基于迈克耳孙干涉仪的测量及验证方法。理论上分析温度对SBS时间相干性影响的物理机制;实验上测量并分析水体温度对SBS时间相干性的影响。研究结果表明:SBS时间相干性与水体温度直接相关,随着温度的降低,SBS的时间相干性变差;温度一定时,当相干光的光程差增大到一定值后,对应的SBS相干脉冲波形不再是准高斯型。
散射 受激布里渊散射 时间相干性 复相干度 温度
