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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 and , 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
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 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
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
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 030006
2 山西大学 极端光学协同创新中心,太原 030006
本文利用基于Ⅰ类周期极化磷酸氧钛钾的光学参量振荡器(Optical Parametric Oscillator, OPO)产生了795 nm的真空压缩态,研究了不同透过率的OPO输出镜对压缩度和压缩纯度的影响。理论上,模拟了压缩态减光子制备猫态的Wigner 函数,发现在已产生的压缩态下,猫态的Wigner 函数原点呈现明显负性。
真空压缩态 压缩纯度 “薛定谔”猫态 量子中继 squeezed vacuum state squeezing purity Schrdinger cat state quantum repeater
