1 山西大学, 物理电子工程学院 山西 太原 030006
2 太原理工大学物理与光电工程学院, 新型传感器与智能控制教育部重点实验室 山西 太原 030024
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 山西 太原 030006)
具有反聚束特性的非经典光场是量子信息与量子光学的重要资源。基于非线性光学的量子干涉效应, 通过将压缩真空态与特定相位的相干态在光学分束器上合成的方法获得平移压缩真空态, 对压缩度和相干分量进行独立控制以获得反聚束。本文结合实验系统参数, 理论研究了压缩真空态的压缩度和相干态的幅度对实验产生反聚束光场的影响。在最优化平移条件下, 我们分析了系统总效率、背景噪声, 以及Hanbury Brown-Twiss(HBT)与Double HBT测量方法对反聚束光场g20测量的影响, 并讨论了误差为零处相应量子态的g20值和平均光子速率。
平移压缩真空态 反聚束 二阶关联函数 量子干涉效应 displaced squeezed vacuum state HBT HBT antibunching second-order correlation function quantum interference effect 量子光学学报
2023, 29(1): 010101
郑州轻工业大学物理与电子工程学院河南省磁电信息功能材料重点实验室, 河南 郑州 450001
在有损耗、色散和自相位调制的影响下,通过分段分析法计算了自发拉曼散射光子的二阶相关函数,研究了长光纤中脉冲光泵浦下自发拉曼散射的时间模式特性。研究结果表明:在无色散和自相位调制的情况下,自发拉曼散射光子的二阶相关函数不受泵浦光损耗的影响,仅由泵浦光脉宽和拉曼光子相干时间之间的比值决定,与自发参量下转换光子的二阶相关函数具有相同的表达式;在有色散和自相位调制的情况下,由色散和自相位调制共同引起的泵浦光脉宽变化,以及泵浦光和拉曼光子间色散致走离,使拉曼光子的时间模式发生改变。自发拉曼散射光子的二阶相关函数取决于光纤损耗系数、色散参数和初始泵浦光脉宽等因素,不再与自发参量下的转换光子相同。
非线性光学 拉曼散射 光纤 时间模式 二阶相关函数 色散 自相位调制
1 安徽师范大学物理与电子信息学院, 安徽 芜湖 241000
2 安徽师范大学光电材料科学与技术安徽省重点实验室, 安徽 芜湖 241000
3 安徽工程大学电气工程学院, 安徽 芜湖 241000
4 安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室, 安徽 芜湖 241000
用一对平衡零拍探测器分别替代HBT(Hanbury-Brown-Twiss)实验中的单光子探测器,构成了一个modified-HBT干涉仪。介绍了基于modified-HBT干涉仪的光场二阶关联函数测量原理以及步骤,着重讨论了测量过程中对暗噪声的处理。基于理论分析,利用此干涉仪同时记录和统计了光场两空间分离模式的正交分量信息,实现了对光学参量振荡器输出的平移压缩态光场二阶关联函数的测量以及光子统计特性的表征。对于振幅压缩光,在特定的平移参量下,其二阶关联函数值小于1,表明光子呈现反聚束效应;而相位压缩光的二阶关联函数值总是大于1,光子呈现聚束效应。利用双光子干涉理论对测量到的平移压缩态光场的光子统计特性进行了解释,为理解压缩光的光子统计特性提供了参考。
量子光学 压缩态 二阶关联函数 平衡零拍探测 双光子干涉 光学学报
2020, 40(22): 2227001
1 白城师范学院物理与电子信息学院,吉林 白城 137000
2 延边大学理学院物理系,吉林 延吉 133002
计算了两个弱克尔非线性耦合腔被同时驱动下的归一化二阶关联函数。经分析计算发现了强反聚束的优化条件,分析结果同数值模拟非常符合。同时分析了在优化条件下参数的变化对强反聚束的影响。
归一化二阶关联函数 克尔非线性 反聚束 normalized second-order correlation function Kerr nonlinearity antibunching
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
本文在87Rb冷原子系综中通过自发拉曼散射过程进行了量子关联光子对产生的实验研究,测量了关联光子对的产生率和二阶关联函数g(2)随写光激发率、读光功率以及写光失谐等实验参数的关系曲线。结果表明:随着写光激发率的增加,光子对产生率线性增加,g(2)则不断减小;在小的读光功率处,光子对产生率和g(2)随着读光功率增加而增大,当读光功率超过30 mW后,产生率和g(2)随着读光功率增加反而有所下降;写光频率失谐为-5 MHz时光子对产生率和g(2)均达到最低,增大或减小写光失谐产生率和g(2)均逐渐增加。通过选取合适的实验参数,光子对产生率达到18对／秒,同时g(2)为106。本文的研究结果为产生高质量的纠缠源提供了实验基础。
冷原子系综 自发拉曼散射 量子关联光子对 二阶关联函数 cold atomic ensemble spontaneous raman scattering quantum correlated photon pairs the second-order correlation function
1 南京邮电大学 信号处理传输院, 南京 210003
2 南京邮电大学 宽带无线通信与传感网技术重点实验室, 南京 210003
3 中国科学技术大学 量子信息重点实验室, 合肥 210000
应用量子主方程理论研究量子点-微腔耦合系统的激射性质.分别探索了不同类型的微腔耦合系统(“好的系统”、“中等系统”)在外加泵浦场的作用下表现出的激射现象. 分析比较了失谐大小及环境纯消相干对这两种微腔耦合系统的内部特性(光场分布、腔内光子数等)产生的影响.数值仿真表明：对于“好的系统”, 在失谐量不大的情况下, 引入适当的纯消相干有利于提高耦合系统的激射性能; 对于“中等系统”, 由于失谐条件下光子在腔内集聚困难, 因而很难达到激射, 但是通过引入适量的纯消相干可以对腔内光场分布和光子数产生剧烈调制作用. 该结果对于研究单量子点激光器, 以及探索光与物质相互作用等方面具有指导作用.
量子点-腔 纯消相干 量子主方程 激射 失谐 二阶相关函数 Quantum dot-cavity Pure dephasing Quantum Master Equation Lasing Off-resonant Second-order correlation function
研究了Kerr介质中相干态光场与耦合V型三能级原子相互作用过程中场的量子性质.利用量子光学中光场与原子相互作用的耦合Tavis-Cummings模型,对系统的动力学过程进行了求解.讨论了系统初始状态、失谐量、原子间偶极相互作用强度及Kerr系数对光场量子性质随时间演化的影响.数值计算结果表明: 初态中场的平均光子数比较小时,光场能够展现出明显的量子效应;初始时刻原子激发态概率幅从小变大时,光场的反聚束效应变得越明显,而光场的压缩深度会先增大后减小;失谐量的变化对场的量子性质的影响不大,只是改变光场二阶相关函数和压缩参量振荡的周期;原子间耦合强度的增大使光场的反聚束效应减弱和光场的压缩深度变浅;Kerr系数的增大会增强光场的反聚束效应,而使光场的压缩深度变浅.
量子光学 耦合V型三能级原子 二阶相关函数 光场压缩 相干态光场 Kerr 介质 Quantum optics Coupled V-type three-level atoms Second-order correlation function Radiation squeezing Coherent field Kerr medium
中国科学院 上海光学精密机械研究所 量子光学重点实验室,上海 201800
高亮度的辐照热光源一定程度上限制了基于经典热光场的强度关联量子成像技术的实验研究和广泛应用。因为一般热光源相干时间极短,且每个相干元胞内光子数少(亮度低),而采用激光照射旋转毛玻璃形成的动态散斑作为赝热光场可以解决上述问题。当采用的是纳秒脉冲激光时,得到的赝热光场除了能极大程度地模拟真实热光场的热涨落,光场涨落服从真实热光场所具有的高斯统计分布以外,另一个最重要的特性是光场涨落的测量不受光电探测系统有限通频带的限制,即使是慢响应探测电路,也能准确地记录光场抖动,即该光场符合交叉谱纯条件。
量子光学 强度关联量子成像 脉冲式赝热光源 散斑 二阶关联函数 交叉谱纯
使用类克尔(Kerr)媒质中多光子J-C模型的有效哈密顿，求解该系统的波函数，并研究类克尔媒质与腔场的非线性相互作用对场模的反聚束效应的影响.
二阶关联函数 反聚束效应 多光子J-C模型
