作者单位
摘要
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
基于氮化硅的微腔是一种应用广泛的集成光学器件,不仅可以输出用于精密测距和光钟的光频梳,而且能够作为高效的片上量子光源。微腔中光频梳的稳定性是实际应用的重要条件。在理论和实验上研究了氮化硅微腔中光频梳的演化及热自稳定性。在微腔非线性过程和热动力学的基础上,分析了在不同功率和失谐的连续光泵浦下微腔中光频梳的梳态演化和热自稳定性。结果表明,可以通过精确控制微腔的泵浦功率和失谐量调节“图灵环”态的输出,同时微腔系统可通过功率和波长扰动导致的共振漂移补偿噪声的影响,实现稳定运转。该研究为基于微腔量子光源的实验提供了必要基础。
光频梳 氮化硅 热自稳定性 四波混频 量子光学 
激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106029
作者单位
摘要
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
光学谐振腔不仅可以增强激光和物质的相互作用,而且能够抑制激光的噪声,是开展精密测量、量子光学等研究的重要工具。激光和光学谐振腔共振的稳定锁定是其应用的关键。然而,在实际环境中锁定效果会受机械振动、温度变化等因素的影响。提出了将模糊算法应用于PDH (Pound-Drever-Hall)技术,使比例积分微分控制器的三个参数能够根据外界环境变化进行调节以实时获得最优参数,有效提升了光学谐振腔的锁定的抗干扰能力。如果外界干扰仍然过大以至于失锁,系统可以使其自动重新锁定。该系统有效增强了光学谐振腔的实用性,为光学谐振腔在精密测量、量子光学实验中的应用提供了技术基础。
光学谐振腔 PDH技术 比例积分微分控制 模糊算法 optical resonant cavity PDH technique proportion integral differential control fuzzy algorithm 
红外与激光工程
2022, 51(12): 20220781
作者单位
摘要
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

高精度光学干涉仪是实现精密测量的重要工具之一,干涉仪的最终灵敏度受限于真空起伏决定的标准量子极限(SQL)。利用量子资源可以实现突破SQL的相位测量。在基于光学参量放大器(OPA)的量子干涉仪中,将干涉仪两臂中OPA产生的相位压缩态直接作为相敏量子态,通过同时降低散粒噪声和放大相敏场强可以使其灵敏度无条件地突破SQL。然而,量子态对损耗是非常敏感的。通过分析量子干涉仪的各种损耗对其灵敏度的影响,得出了量子干涉仪灵敏度与各种损耗的依赖关系。同时,通过分析灵敏度与分析频率等其他物理参量的关系, 得出了进一步优化系统灵敏度、带宽等性能的实验参数。

量子光学 光学参量放大器 马赫-曾德尔干涉仪 标准量子极限 压缩态 灵敏度 
光学学报
2022, 42(3): 0327013
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
The intensity difference squeezed state, which means that the fluctuation of the intensity difference between signal and idler beams is less than that of the corresponding shot noise level (SNL), plays an important role in high sensitivity measurement, quantum imaging, and quantum random numbers generation. When an optical parametric oscillator consisting of a type-II phase-matching periodically poled KTiOPO4 crystal operates above the threshold, an intensity difference squeezed state at a telecommunication wavelength can be obtained. The squeezing of 7.7±0.5 dB below the SNL is achieved in an analysis frequency region of 2.45.0 MHz.
270.0270 Quantum optics 
Chinese Optics Letters
2018, 16(5): 052701
作者单位
摘要
1 太原师范学院物理系, 山西 太原 030031
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
连续变量Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场可由工作在阈值以下的非简并光学参量放大器获得,输入耦合镜、输出耦合镜及非线性晶体等光学元件对于偏振方向相互垂直的两束光场的镀膜参数存在差异,具体表现为输出耦合镜的光学镀膜对偏振方向相互垂直的输出光场的透射率不同。结合实验,详细讨论了镀膜参数差异对纠缠度的影响,为进一步提高纠缠态光场的纠缠度提供了参考。
量子光学 Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态 输出耦合镜 镀膜参数 纠缠度 
光学学报
2018, 38(7): 0727001
作者单位
摘要
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
改进了连续变量量子存储的平衡零拍探测器,得到了一种可以实时测量短脉冲光信号正交分量的快速响应平衡零拍探测器。利用无电容电路,以及高量子效率、低结电容的光电二极管,获得的平衡零拍探测器的响应时间为65 ns;当波长为795 nm、功率大于100 μW的激光入射时,在2.5 MHz处的信噪比超过12 dB,相应的饱和功率为6.8 mW。该平衡零拍探测器可以应用于连续变量量子存储、量子网络等研究领域中。
量子光学 平衡零拍探测器 正交分量 短脉冲光信号 响应时间 信噪比 
光学学报
2018, 38(2): 0227001
作者单位
摘要
1 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
强度差压缩态光场是指两束光场的强度差起伏低于对应量子噪声极限的非经典光场, 由于其两束子模具有较强的强度关联而被用于量子成像、量子随机数产生技术中, 此外, 又由于其光场强度远高于压缩态光场、纠缠态光场等非经典光场而被广泛用于量子高灵敏测量中。本文利用运转于阈值以上的非简并光学参量振荡器制备了13 μm强度差压缩态光场, 它作为一种双色关联光场可以为制备多色纠缠态光场以及开展量子计算奠定基础。
type-Ⅱ准相位匹配 强度差压缩态光场 PPKTP PPKTP type-Ⅱ QPM intensity difference squeezed state of light 
量子光学学报
2018, 24(2): 134
作者单位
摘要
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
提出了一种利用四组分纠缠态光场实现开放传输的量子离物传态网络的实验方案。将未知量子态在输入节点与纠缠态光场的一个子模进行联合测量后,可以根据需求选择经典通道的传输方向,在其他任意一个节点处恢复出该量子态。通过计算由三种不同传输方式恢复出的量子态的保真度,证明了三种方式均可成功实现量子离物传态,达到开放传输的目的。
量子光学 量子离物传态 纠缠态光场 保真度 
光学学报
2018, 38(5): 0527001
作者单位
摘要
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
理论分析并实验制备了795 nm两组份偏振纠缠光场。当分析频率为1.8~6.5 MHz时, 归一化的斯托克斯算符的量子关联噪声小于1, 得到了两组份偏振纠缠态; 当分析频率大于3 MHz时, 关联噪声达到0.5左右。该非经典光源可应用于未来的量子存储, 并且可能用于实现量子通道和量子节点之间、两个量子节点之间的纠缠以及量子态的传输。
量子光学 两组份偏振纠缠光场 光学参量放大器 斯托克斯参量 
光学学报
2017, 37(5): 0523002
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
A low-noise photodetector is a basic tool for the research of quantum information processing. We present a specially designed low-noise photoelectric detector with a bandwidth of 130 MHz, using a transimpedance amplification circuit. Based on the detailed calculation of the dependence on each parameter of the detector, a useful method of how to design a low-noise and broadband photodetector is provided. When the optical power is between 1.0 and 16 mW, the photodetector has a good linear response to the injected light. Its electronics noise power is below 77 dBm, which is within the whole bandwidth. When the incident light power is 2 mW, the output noise powers are 10.0, 8.0, and 6.0 dB higher than the corresponding electronics noise within the bandwidth of 1–50, 50–90, and 90–130 MHz, respectively, which is in good agreement with the theoretical prediction. Thus, this photoelectric detector could have good application prospects in quantum communication and an optical cavity locking system.
270.5570 Quantum detectors 270.5585 Quantum information and processing 040.5570 Quantum detectors 
Chinese Optics Letters
2016, 14(12): 122701

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