一、PPKTP晶体参量缩小过程产生振幅压缩光（论文文献综述）
王俊萍[1]（2021）在《连续变量量子照明中的量子光源研究》文中提出随着传统技术测量灵敏度的不断提高,在未来复杂电磁环境下,雷达探测技术面临探测灵敏度受量子噪声限制以及易被杂波背景噪声干扰等难题,对环境态势感知提出了严峻的挑战。复杂的电磁环境要求雷达系统具有极强的抗干扰能力与抗杂波能力,以提升雷达的探测性能。传统雷达容易受背景噪声和损耗的影响,限制了雷达探测目标和环境感知的性能。量子雷达是一种在经典雷达的框架中引入量子技术的新型雷达探测技术,利用与经典电磁学不同的量子特性来提升雷达的性能。根据引入量子手段的方式不同,现在的量子激光雷达可分为三类。第一类是干涉型量子激光雷达,它是基于马赫-曾德尔干涉仪的原理;第二类是接收端量子增强型量子激光雷达;第三类量子激光雷达为量子照明型激光雷达。量子照明在2008年由Seth Lloyd首次提出,原理是将纠缠光束的一半（信号光）发送到目标区域进行探测,而将另一半（闲置光）保留下来,用于对返回信号的相敏联合测量。由于纠缠光子对之间有较强的关联作用,即使处于较高的环境损耗之下,依然能够保持其较高的关联特性,因此量子照明手段在高损耗和高的背景噪声的情况下,依然能够有效的检测目标。两个单模压缩态通过位相关联耦合可制备得到纠缠态光场,压缩态光场是量子光学研究中的一种重要量子资源。在压缩态的两个正交分量中,有一个分量的标准方差低于量子噪声极限。因此,在光学精密测量中,用压缩态光场噪声小于散粒噪声基准的正交分量进行测量,可以使探测灵敏度超越量子噪声极限。光学参量振荡技术是产生强压缩度压缩态光场最有效的方法之一。基于分离变量纠缠态光场的量子照明已取得了重要进展,然而连续变量量子照明雷达还在进一步研究中。本文主要对连续变量量子照明中的量子光源进行研究,主要创新点如下:1.介绍了光学谐振腔的定义和类型,对比分析了欠耦合、阻抗匹配和过耦合三种光学谐振腔的能量传输特性、传输函数、噪声传递的频谱特性。证明了光学谐振腔有功率分束、频率滤波、噪声转换等特性,为量子噪声的分析与操控等应用研究提供了基础,将推动精密测量领域的发展。2.给出了简并单、双共振OPO的具体结构,理论分析了它们的阈值、线宽和压缩带宽与腔输出耦合镜透射率的关系,并在实验上得到验证。压缩带宽与OPO腔的线宽有关,可以通过增加输出镜的透射率来增大线宽,从而使压缩带宽增大。另外,增大输出镜的透射率能获得大的逃逸效率,可以获得高压缩度的光场。对比了两种腔型在制备宽频带压缩态光场中的优缺点。与单共振OPO相比,双共振OPO的阈值低,锁定稳定性高,更容易制备宽频带压缩态光场。3.简述了量子照明的原理与优势,提出了连续变量量子照明的探测方案,将压缩态光场应用到量子照明的实验研究中。
左冠华,杨晨,赵俊祥,田壮壮,朱诗尧,张玉驰,张天才[2]（2020）在《基于参量放大器的铯原子D2线明亮偏振压缩光源的产生》文中指出原子线共振波段量子光源的制备在精密测量以及研究非经典光与物质的相互作用方面具有重要意义.本文报道了在实验上首次利用低于阈值的环形光学参量放大器产生铯原子D2线的明亮偏振压缩光.实验上利用参量放大过程产生了波长852 nm附近三个斯托克斯参量■的偏振压缩光源,在频率为2-10 MHz范围内,实测最大压缩达4.3 dB,考虑探测及传输等因素,参量放大器出射的压缩为5.2 dB（即标准量子噪声基准的30.2%）.该原子线共振的量子光源在量子存储、光与原子相互作用和超越标准量子极限的精密测量等领域具有重要的应用价值.
刘艳红[3]（2019）在《基于原子系综的量子网络研究》文中提出量子信息科学是量子力学和信息科学的交叉学科,近年来伴随着量子信息技术的迅猛发展,量子网络的构建倍受科学家关注。量子网络由许多节点和通道组成,它的实现需要产生和表征节点间的量子相干和纠缠。量子网络的基础是量子互连,它以可逆的方式将量子态从一个物理系统转换到另一个物理系统。量子网络中的这种量子连通性可以通过光和原子的相互作用来实现,从而允许纠缠在网络上分布以及量子态在节点之间传输。因此,量子网络的构建首先需要制备在量子节点间传输的量子态,即可以和节点相互作用的非经典光场的制备;接着将制备的非经典光场与节点相互作用,实现量子态的转移,以构建非局域的节点间纠缠。在连续变量领域,通常利用光学参量过程实现非经典光场的制备,它的非经典特性一般用光场的正交分量或偏振分量间的量子纠缠来描述。其中光场的偏振分量和原子的自旋波均可以用斯托克斯算符来描述,这样更有利于讨论光场和原子的相互作用,并且光场偏振分量的测量不需要本地振荡光,因此我们开展了对偏振非经典光场的制备和应用研究。量子态是量子信息处理的基本元素。在远距离量子通信中,无论是光纤还是大气介质中,量子态会受到外界环境的影响引入损耗而使其量子特性降低。量子中继将量子存储﹑纠缠蒸馏以及纠缠交换几个基本原理结合,克服了由于远距离传输引入的一系列损耗,原子节点可以作为量子中继器。量子存储可以实现不同物理系统间量子态的转移,并且与纠缠蒸馏和纠缠交换相结合为量子网络的构建提供了有利条件。本文的主要研究内容如下:1.建立了偏振压缩光场和偏振纠缠光场的制备系统,包括一个外部倍频腔和三个光学参量放大器。外腔倍频系统产生的二次谐波用作光学参量放大器的泵浦光。实验中,分别利用一个﹑两个和三个简并光学参量放大器产生了正交压缩态光场﹑EPR纠缠态光场以及三组份GHZ纠缠态光场,并且经过偏振分束棱镜耦合后将其转换为偏振压缩和纠缠态光场。2.理论提出了实现双原子系综纠缠的方案。首先利用拉曼机制实现两组独立的光与原子混合纠缠,然后利用纠缠交换技术实现两个原子系综之间纠缠。3.实验制备了连续变量三组份GHZ纠缠态光场,并在三个距离为2.6米的铷原子系综中利用EIT机制实现了三组份纠缠态光场的存储,通过量子态映射的方法建立了三个原子系综间的量子纠缠。随后,将被存储的纠缠光场通过三个光学通道释放,通过对释放光场关联方差的测量验证了原子系综间量子纠缠的存在。4.量子网络的发展依赖于远距离量子节点之间高质量的纠缠,在实际应用中不可避免的退相干限制了纠缠的质量。将一对EPR纠缠光通过量子通道分发到两个独立的原子系综建立原子系综的纠缠后,二次制备EPR纠缠光场与有关联的两个原子系综再次干涉实现原子系综的纠缠蒸馏。该方案仅需原子系综量子存储以及平衡零拍探测,克服了由于远距离传输可能引入的相位噪声,实现了更高量子关联度的原子系综间的纠缠,而且该方案可以拓展到更多组份的原子系综之间,用来蒸馏和纯化多个节点间的纠缠。5.高效率的量子存储可以用于量子计算﹑量子网络以及纠缠蒸馏等方面。理论研究并分析了腔增强连续变量量子纠缠存储的模型,并且在实验中将热原子系综放置在光学谐振腔内,通过增强光和原子之间的相互作用,提高光学存储效率。所完成的研究工作创新之处如下:1.实验制备的与铷原子D1吸收线对应的偏振非经典光场,可以直接和原子系综相互作用,并且偏振分量的量子噪声的测量不需要本地振荡光,降低了测量系统的复杂性。并且可以将实验方案扩展到多组份偏振纠缠光场的制备。2.首次在实验上利用量子态映射的方法实现了三个远距离原子系综之间的确定性纠缠,而且实验方案引入的额外噪声小,可以方便拓展到多个量子节点。3.理论上提出了仅需要高斯操作和平衡零拍探测技术就可以实现的原子系综间的连续变量纠缠蒸馏,避免了较为复杂的非高斯操作和效率较低的单光子探测。
温馨[4]（2019）在《偏振压缩的795nm量子光源及量子增强铷原子磁强计》文中研究指明偏振压缩光是以光场偏振态来表征的一种量子光源,两个正交偏振光在偏振分光棱镜上合成新的偏振态,若其中至少一个偏振态是压缩的,那么,在特定的位相下,合成的新的态则可能是偏振压缩的。偏振压缩光可以直接与原子系综相互作用,用以读取原子自旋的信息。与经典的相干光相比,偏振压缩光具有低于散粒噪声基准的噪声背景,在测量中将获得更高的信噪比,是精密测量领域极具潜力的新工具。偏振压缩光的基础是正交压缩,光学参量振荡是制备频率大范围可调的压缩光的最佳方案。利用非线性晶体在光学腔中与光场的强相互作用,可以进行频率转化以及相应噪声特性的调控,输出的光子具有较强的量子关联,显示出压缩的量子特性。压缩光在量子光学的许多领域都发挥着重要的作用。如量子通讯网络、量子信息、量子存储以及精密测量等。在精密测量中,经典极限通常受限于光场的散粒噪声和原子的自旋投影噪声,通过光场的偏振压缩和原子的自旋压缩可以进一步提高测量灵敏度。例如,波长处于原子跃迁线的偏振压缩光可以用来探测原子系综自旋的演化,以此对系统状态进行推测。原子系综通常对外场有特定的响应频率,为满足对特定信号的测量,需要在相应的特征频率上制备偏振压缩态。我们的实验研究将制备一套具有偏振压缩特性的铷原子D1跃迁线795 nm的量子光源,搭建基于非线性磁光旋转效应的光学原子磁强计,探索压缩光对磁场测量灵敏度的提升。研究内容包括以下几个方面:（1）设计并搭建半整体倍频腔,利用PPKTP晶体实现腔增强的高效倍频。对倍频过程的转化效率、光束质量及系统稳定性等进行研究。对内腔损耗、热吸收、热稳定性等制约因素进行了分析。在低功率水平下,与四镜环形腔倍频进行了对比;（2）设计并搭建了四镜环形倍频腔,对非线性晶体的选择进行了研究。对PPKTP,LBO,BiBO三种晶体的倍频特性进行了对比,详细分析了在795 nm波段倍频的优缺点,为倍频过程的晶体选择提供了重要的参考;（3）利用OPO实现了795 nm正交压缩态的制备,得到了该波段目前最高的压缩度。研究了光场位相的锁定,在位相锁定的情况下得到了偏振压缩,并对偏振压缩的特性进行了表征;（4）制备了795 nm低分析频率的偏振压缩。分析了低频段的主要噪声来源,并采取相应措施对低频噪声进行了严格地控制。研究了用于压缩真空与明亮相干光位相锁定的量子噪声锁定方法,并在实验中成功实现。在2.6-100 kHz的低频段得到了795 nm的偏振压缩;（5）搭建了基于非线性磁光旋转的光学原子磁强计,研究了磁场测量灵敏度对系统参数的依赖关系,分别使用相干光和偏振压缩光对灵敏度进行了评估,在使用压缩光的情况下成功实现了量子增强的测量。本文的创新点主要有:（1）设计的半整体谐振腔具有低损耗,结构稳定,高转化效率的优点,非常适合低功率下倍频;但随功率增大,由于腔内热量的积累,热稳定性变差,这时四镜环形腔将更有优势。我们的研究为倍频腔型设计提供了参考;（2）我们研究了不同非线性晶体的倍频,特别是比较新的BiBO晶体,对晶体的参数及倍频特性进行了分析比较,为晶体的实际应用提供了参数积累;（3）研究了偏振压缩的特性表征,并将压缩频带扩展到kHz频段。我们实现了对低频噪声的控制及光场位相的量子噪声锁定,这些方法可以扩展到其他的探测系统中;我们将具有量子特性的偏振压缩光注入光学磁强计,与相干光的情形相比,压缩光降低了背景噪声,提高了信噪比,测量灵敏度也相应提升。该结果验证了压缩光在精密测量中的量子增强效应,表明了压缩光可以在精密测量中发挥重要的作用。
马亚云[5]（2018）在《光通信波段全固态连续单频激光器研制及非经典光场产生的理论与实验研究》文中提出1.34μm波段和1.5μm波段对应光纤的低色散和低损耗传输窗口,是目前光通信领域最常用的波段。波长位于光通信波段的连续变量非经典光场,是开展量子光学研究、实现实用化连续变量量子通信的基本资源。为了获得高质量的1.34μm纠缠态光场,需要首先研制出高功率、低噪声的连续单频1.34μm/671 nm激光光源。由于存在显着的能量传输上转换（ETU）、激发态吸收（ESA）等能量过程,该光源的输出特性迥异于常见的1.06μm激光器,尚未有输出功率超过10 W的报道。在量子信息领域,通过泵浦多个光学参量振荡腔制备的多组份纠缠态光场是构建量子信息网络的基本资源。其中扩展纠缠态的尺度时,对激光器的输出功率将是一个较大的挑战。本文详细阐述了光通信波段高功率、低噪声连续单频1.34μm激光光源的理论建模和实验研制。在此基础上,分别采用非简并光学参量放大器方案和简并光学参量放大器方案开展了1.34μm光通信波段的连续变量EPR量子纠缠态光场,以及1.5μm光通信波段的明亮振幅压缩态光场的研究制备工作。主要研究内容如下:1、实验研制了一台输出功率为16 W的连续单横模1.34μm激光器。理论上,首先建立了同时考虑ETU和ESA效应的四能级全固态连续单横模1.34μm激光器理论模型,并模拟了激光器的热效应和输出特性。在理论模拟时,利用迭代计算的方法解决了理论模型中晶体内温度分布与晶体热负载、ETU和ESA效应、输出功率以及依赖于温度的相关参数之间的相互耦合问题。实验上,通过采用880 nm的激光二极管（LD）双端偏振泵浦复合Nd:YVO4晶体、降低晶体边界温度和优化输出耦合透射率的方法提高了激光器的输出功率,成功研制了一台输出功率为16 W的连续单横模1.34μm激光器,4小时内的功率稳定性优于±0.9%。实验结果与理论预测的结果能很好的吻合。2、实验研制了一台最高功率为11.3 W的全固态连续单频1.34μm Nd:YVO4激光器。首先通过详细分析主振荡模与其它模式的小信号增益与非线性损耗,建立了固体激光器实现连续单频运转的物理条件。在此基础上,对激光器的输出耦合透射率、非线性晶体的控温温度进行了实验优化,研制了一台1.34μm激光输出功率为11.3 W、671 nm激光输出功率为0.3 W的稳定运转的全固态连续单频激光器。该激光器可长期稳定无跳模运转,3小时内1.34μm激光的功率稳定性优于±0.5%、频率稳定性优于±88 MHz,其强度噪声在分析频率为2.5 MHz处即可达到散粒噪声基准（SNL）。实验结果与理论模拟结果基本吻合。3、实验研制了一台全固态连续单频671 nm/1.34μm双波长激光器。理论上,通过谐振腔设计消除了激光谐振腔自身的像散效应,并提高了振荡激光和泵浦光的模式匹配。实验上,采用880 nm的LD直接双端偏振泵浦复合Nd:YVO4晶体,并利用I类临界相位匹配的LBO晶体内腔倍频,实验获得了3.17 W的连续单频671 nm激光和2.15 W的连续单频1.34μm激光。671 nm和1.34μm激光的强度和位相噪声均在分析频率为3 MHz处达到了散粒噪声极限（SNL）。4、利用自制的低噪声连续单频671 nm/1.34μm双波长激光器实验制备了3 dB的光纤通信波段1.34μm连续变量EPR量子纠缠态光场。理论上,从郎之万方程出发,分析了非简并光学参量放大器（NOPA）参量下转换产生纠缠态光场的原理,并讨论了纠缠态光场的探测方法。实验上,利用该低噪声连续单频激光泵浦由II类准相位匹配的PPKTP晶体构成的双共振NOPA,实验制备了纠缠度为3dB的光通信波段1.34μm连续变量量子纠缠态光场。5、利用商用的单频1.5μm光纤激光器作为激光光源,实验制备了压缩度为3 dB的1.5μm明亮正交振幅压缩态光场。理论上,从系统的哈密顿量出发,分析了有信号场注入的简并光学参量放大器（DOPA）参量下转换产生明亮振幅压缩态光场的原理。实验上,首先利用模式清洁器降低了1.5μm激光和采用外腔高效倍频产生的单频780 nm激光的额外噪声。然后利用780 nm激光泵浦由I类准相位匹配的PPKTP晶体构成的DOPA,实验制备了压缩度为3 dB的1.5μm明亮正交振幅压缩态光场。本论文的创新性工作如下:1、首次建立了一个同时考虑ETU和ESA效应的四能级全固态1.34μm Nd:YVO4激光器理论模型,并利用迭代的方法解决了理论模型中晶体内温度场分布与晶体热负载、ETU和ESA效应、输出功率以及依赖于温度的相关参数之间的相互耦合问题。实验上通过采用880 nm的LD双端偏振泵浦复合Nd:YVO4晶体、降低晶体边界温度和优化输出耦合透射率的方法提高了激光器的输出功率,研制了一台输出功率为16 W的连续单横模1.34μm激光器,实验结果与理论预期能很好的吻合。2、研究了1.34μm Nd:YVO4环形激光器中引入非线性损耗后,激光器实现单纵模运转的物理条件。并利用880 nm LD双端偏振泵浦复合Nd:YVO4晶体减轻激光晶体热效应,研制了一台1.34μm激光输出功率为11.3 W、671 nm激光输出功率为0.3 W的长期稳定无跳模运转的全固态连续单频激光器。3、利用自制的低噪声连续单频671 nm/1.34μm双波长激光器泵浦非简并光学参量放大器,实验制备了3 dB的光纤通信波段1.34μm连续变量EPR量子纠缠态光场。4、利用商用的单频1.5μm光纤激光器作为激光光源,首次实验制备了压缩度为3 dB的1.5μm明亮正交振幅压缩态光场。
万振菊[6]（2018）在《1.5微米连续变量量子纠缠态光场的产生及其在量子通信中的应用》文中研究说明连续变量非经典光场（如压缩态光场,量子纠缠态光场）是量子信息处理、量子通信的核心资源。1.5μm光通信波段非经典光场在光纤中能够以最低损耗传输,从而降低了量子态在传输过程中的退相干效应;而且它也可以与现有的商用光纤通信系统高度兼容。因而利用1.5μm光通信波段非经典光场实现基于光纤的长距离量子通信研究已经引起了人们广泛的关注。由于通信信道损耗和额外噪声等因素的影响,量子通信的节点距离受到限制。为了突破这一点,可以利用量子中继器连接多个通信节点,从而实现远距离的量子通信。例如,利用量子纠缠交换过程提升量子态的传输距离,利用纠缠纯化抵抗量子态传输过程中的退相干效应,以及利用与原子吸收线相匹配的量子态实现通信节点间的量子存储。本论文利用光学参量过程过程制备了1.5μm光通信波段连续变量的非经典光场,包括压缩态光场、量子纠缠态光场。利用二次谐波过程制备了与原子吸收线相匹配的压缩态光场。同时实现了1.5μm光通信波段连续变量量子纠缠态光场在光纤信道中的纠缠分发,在此基础上开展了其基于光纤信道中的纠缠交换的研究。本论文为开展基于光纤信道的长距离量子通信奠定了基础。论文的主要研究内容如下:（1）利用基于Ⅰ类相位匹配的周期极化磷酸氧钛钾（PPKTP）晶体构成的简并光学参量振荡器（DOPO）实验制备了1.5μm光通信波段的真空压缩态光场,压缩度为6.8 dB。同时实验比较了分别利用周期极化铌酸锂（PPLN）晶体和PPKTP晶体产生真空压缩态时的区别,在理论上建立基于晶体内声波导布里渊散射的模型解释了实验现象;并利用PPLN晶体构成的倍频器实验制备了与铷原子吸收线相匹配的780 nm明亮压缩态光场。（2）利用基于Ⅱ类相位匹配PPKTP晶体构成的非简并光学参量放大器（NOPA）实验制备了1.5μm光通信波段的连续变量量子纠缠态光场。通过控制晶体的温度和晶体的角度实现信号光场、闲置光场以及泵浦光场三光在NOPA腔中同时共振。当NOPA运转于参量反放大状态,NOPA产生一对频率简并偏振正交的具有正交振幅正关联正交位相反关联的量子纠缠态。量子纠缠态光场的正交振幅和与正交相位差分别低于散粒噪声基准8.44 dB和8.30 dB。（3）利用已制备的1.5μm光通信波段的连续变量量子纠缠态光场实验实现了基于光纤信道的连续变量量子纠缠分发。当光纤信道分发距离为20 km时,量子纠缠态光场的正交振幅和与正交相位差分别低于散粒噪声基准1.66 dB和1.35 dB,纠缠特性仍得以保持。并在理论和实验上研究了光纤中的声波导布里渊散射现象引入的额外噪声对连续变量量子纠缠分发的影响。（4）利用两台NOPA制备了两个独立的1.5μm光通信波段量子纠缠态光场,并利用其实验实现了连续变量量子纠缠态自由空间的无条件离物传送,即量子纠缠交换。量子纠缠交换后量子纠缠态光场的正交振幅和与正交相位差分别低于散粒噪声基准4.03 dB和3.76 dB。为下一步开展基于光纤信道的量子纠缠交换奠定了基础。本论文的主要创新点如下:（1）实验制备了1.5μm光通信波段的连续变量真空压缩态光场、与铷原子吸收线相匹配的780 nm明亮压缩态光场。（2）实验制备了1.5μm光通信波段的量子纠缠态光场,纠缠度达8.3dB。（3）实现了距离为20 km的光前信道的连续变量量子纠缠分发,量子纠缠特性仍得以保持。（4）完成了1.5μm光通信波段的量子纠缠态光场自由空间的量子纠缠交换。
王美红[7]（2018）在《光学薛定谔猫态幅度操控和量子导引交换》文中研究说明量子信息科学以量子力学基本原理为基础,利用量子系统的特性,包括量子纠缠、量子并行、量子不可克隆等,对信息进行编码、传输和计算,在运算速度、信息容量、检测精度和信息安全等方面突破经典极限,具有良好的应用前景,对人类社会的发展发挥巨大的推动作用。量子态的制备和操控是开展量子信息研究的基础。在制备量子态的基础上,采用相应的技术手段对量子态进行操控和测量,即可实现量子信息处理。量子态多种多样,例如:单光子态、纠缠光子对、压缩态光场、纠缠态光场等。不同的量子态有不同的应用,能够完成不同的量子信息处理任务。薛定谔猫态是一种相干叠加态,在探索基本物理问题方面（例如Bell不等式的实验验证、探索量子世界和经典世界的边界等）具有重要的科学意义。同时,薛定谔猫态是一种重要的量子资源,在量子计算、量子测量等方面有重要的应用价值。我们开展了光学薛定谔猫态制备和幅度操控的实验研究,为基于光学薛定谔猫态的量子信息处理奠定了基础。量子导引（Quantum steering）是介于量子纠缠和贝尔非定域性之间的特殊量子关联,具有天然不对称性,为量子信息的进一步发展提供了量子资源。量子信息网络的构建在量子信息科学发展中具有十分重要的地位,那么如何构建量子导引网络呢?我们将纠缠交换技术应用于量子导引,使两个局域量子网络之间建立量子导引,构成广域量子网络,为利用量子导引进行量子通信提供参考。本文的主要研究内容如下:1.我们利用外腔倍频的方法产生397.5 nm倍频光,为光学参量放大器提供了泵浦光。实验中分别采用PPKTP和LBO两种非线性晶体,获得了高效的倍频光输出。并利用光学参量放大器,在泵浦功率为120 mW时,获得了压缩度为-6 dB的单模压缩真空态,这是目前报道的795 nm波段最大的压缩度。2.实验采用从压缩真空态中减去一个光子的方法,制备了小尺度的光学薛定谔猫态。然后利用第二个光学参量放大器,实现了对猫态幅度的确定性放大和操控,获得了尺度达到2.07的光学薛定谔猫态,为光学薛定谔猫态在量子计算和精密测量等方面的应用奠定了基础。3.我们将高斯纠缠交换的方案应用于高斯量子导引。理论分析了两个空间独立、无直接相互作用的EPR纠缠态进行导引交换的可行性,并将此方案推广到了两个高斯多组份纠缠态。此方法可以用于构建大尺度多组份量子导引网络,为利用量子导引实现量子网络通信提供了参考。所完成的研究工作创新之处如下:1.实验制备了795 nm的光学薛定谔猫态,并利用第二个光学参量放大器,首次获得了最大尺度为2.07的放大猫态,实现了对光学薛定谔猫态幅度的确定性操控。2.首次将纠缠交换技术推广到量子导引,提出了两组份和多组份量子导引交换方案。
张岩[8]（2017）在《对应于铯原子D1线正交压缩态光场的制备》文中研究表明对应于碱金属原子吸收线的非经典光在许多领域有着重要的应用,如量子存储、光与原子相互作用、原子系综之间的纠缠、光谱测量以及量子信息网络等实验研究。而量子信息网络由量子节点和量子传输通道构成,量子节点由原子或固态物质组成,其节点之间需通过非经典光场建立量子传输与纠缠通道,进行高保真度传输以及纠缠态的分发。因此碱金属原子与相应吸收线的非经典光场是量子信息网络中实现量子信息界面与传输的重要资源。目前实验中获得非经典光主要途径之一是通过光学参量振荡器中的光学参量过程,而利用这种方法制备波长对应碱金属原子吸收线非经典光的实验研究主要集中在铷原子D1线以及铯原子D2线。与铯原子D2线相比较,铯原子D1线有它自己的优势:它的超精细分裂能级之间的间隔较大,而且结构简单,在与原子相互作用时不易受周围能级影响;它的波长处于InAs量子点激子发射的频域,这就为基于原子与固态系统的相干界面的发展打下了基础。但是目前还没有制备这个波长正交压缩光的报道。本文介绍了我在博士期间的工作,主要是制备对应于铯原子D1线的正交压缩态光场的实验研究。本文主要由四部分组成:1.简单回顾了量子光学的发展历史,介绍了量子力学的五个基本假设以及压缩态的定义和分类。2.阐述了倍频的原理和准相位匹配技术,介绍了利用偏振光谱锁定半导体激光器的方法,对两种倍频腔的锁定方法做了比较。主要介绍了将半导体激光器和锥形放大器输出的894.6nm连续红外光利用外腔倍频制备447.3nm蓝光的实验研究。倍频腔是利用以PPKTP晶体作为非线性介质的驻波腔。获得蓝光的功率为178mW,相应的转化效率为50.8%。当半导体激光器在对应于铯原子D1吸收线的F（28）4?F￠（28）3超精细跃迁能级连续调谐800MHz时,蓝光连续调谐了1.6GHz。3.建立了简并光学参量放大器的理论模型,讨论了其特点,作为实验的指导。实验中OPO由两镜驻波腔和PPKTP晶体组成,泵浦光是由钛宝石激光经过外腔倍频制备的447.3nm蓝光。将蓝光注入OPO,测得OPO的阈值为39mW,调节蓝光功率为30mW并搜索OPO腔长使得泵浦光共振,利用平衡零拍探测装置测量输出的压缩光,最终在分析频率为0.5MHz处测得2.8d B正交压缩。考虑到探测效率,实际输出光场的压缩度为4.4dB。4.由于采用两镜驻波OPO产生压缩光的压缩度仍然难以满足下一步需要,因此我们利用一块I类PPKTP晶体搭建了半整体腔结构的OPO,并测得4.1dB真空压缩。当OPA运转在参量缩小状态时,获得的明亮压缩光可以连续调谐50MHz。制备的压缩光可以应用于量子信息网络的实验研究中。其中创新性的工作如下:I.利用半导体激光作为光源进行倍频,成本较低,输出基频光功率较大。倍频腔为两镜驻波腔,相对四镜环形腔而言结构简单、内腔损耗较小,因此相应的倍频效率较高（50.8%）,整个系统结构紧凑并且稳定性好（注入光功率为350mW时2小时内功率起伏为2.3%）。由于产生蓝光波长是可调谐的,则用它作为泵浦源通过参量下转换产生压缩光的波长也是可调谐的。II.目前实验上主要有两种方法产生对应于碱金属原子吸收线的非经典光,一种方法是通过基于原子系综的四波混频过程,但由于在铯原子D1线处压缩度受能级分裂较大的限制,难以通过这种方法制备高压缩度光场。我们在实验中首次利用以PPKTP作为非线性晶体OPO中的参量下转换过程产生对应于铯原子D1线的真空压缩光,压缩度为2.8dB。III.为了提高压缩度,我们利用半整体腔结构的OPO产生对应于铯原子D1线的压缩光,最终测得4.1dB真空压缩。当OPA运转在参量缩小状态时,产生连续可调谐的明亮压缩光,可以精确匹配铯原子吸收线。
吴量[9]（2017）在《三组份偏振纠缠光场的制备及三原子系综之间量子纠缠的实现》文中研究说明当前量子网络已成为量子信息领域的一个热门课题,通常一个实用化的量子网络包括由光纤等构成的量子信息传输通道以及由原子系综、离子系统等构成的量子节点。光场是量子信息传输的理想载体,是实现量子节点间信息传递的基础,所以要构造一个真正的量子网络,首先需要制备能与量子节点相互作用的非经典态光场。由Stokes算符描述的偏振压缩态以及偏振纠缠态光场可以方便的和原子自旋算符对应,且其测量方式简单,是构造量子网络的理想信息载体之一。量子中继是延伸量子信息网络的一个有效手段,而高效稳定的量子存储是实现量子中继的基础。为此,在攻读博士学位期间,主要开展了以下两部分研究工作:首先进行与铷原子D1线相匹配的连续变量非经典光场的制备研究,分别制备了795nm的偏振压缩光场及偏振纠缠光场,为开展光与原子相互作用研究提供了必须的量子资源。然后利用电磁感应透明效应（EIT）执行非经典光场的量子存储,我们将三组份纠缠光场的三个子模分别存储在三个空间分离的铷原子系综中,在三个铷原子系综之间建立了量子纠缠,之后又将被存储的纠缠变换回三个独立的量子通道中,完成纠缠检测。我们的方案可以直接扩展至建立更多量子节点之间的纠缠,为构建实用化量子网络提供了一种可行方案。本论文主要研究内容如下:1.为制备与铷原子系综对应的非经典光场,我们首先建立了外腔倍频系统,用1W的基频光泵浦,获得了380m W的波长为398nm的紫外激光,并利用热辐射扩散模型量化了热效应的作用。被获得的紫外激光为非经典光场产生提供了泵浦源。2.利用398nm紫外光场泵浦两个非简并光学参量放大器（DOPA）得到两束波长为795nm的正交振幅压缩态光场,经分束器和偏振棱镜线性变换,通过对入射光场的位相控制,分别得到与铷原子D1线对应的偏振压缩态光场和两组份偏振纠缠态光场。3.利用三个DOPA分别产生两束正交振幅压缩态光场和一束正交位相压缩态光场。将三束压缩态光场及三束相干态光场在特别设计的分束器网络上耦合,第一次实验制备了连续变量三组份偏振纠缠态光场。4.利用电磁感应透明效应实现了三组份纠缠态光场在三个彼此距离2.6米的铷原子系综中的存储,建立了三个原子系综间的量子纠缠。之后,又执行了被存储纠缠到三个光学通道的受控释放,通过对释放光场的纠缠检测,证实了纠缠存储。主要创新点为:1.第一次制备了与铷原子D1线对应的明亮的连续变量偏振压缩态光场,该光场采用直接零差探测,便于实际应用。2.实验制备了与铷原子D1线匹配的连续变量两组份和三组份偏振纠缠态光场,为实现连续变量量子信息网络提供了可用的纠缠资源。3.利用电磁感应透明效应,实现了多组份光学纠缠到空间分离的多个原子系综间的纠缠转移以及原子系综到光学通道的纠缠释放。该方案可以直接扩展到更多的量子节点,为构建实用化量子网络提供了理论和实验参量。
李卫[10]（2017）在《压缩态光场的双色本振光探测及应用》文中研究说明非线性光学是量子光学的一个重要分支,主要研究介质在强相干光作用下产生的非线性效应。非线性光学不仅突破了传统光学中线性叠加原理和独立传播原理的限制,而且揭示出光场在介质中的位相关联和能量转换。近年来,随着激光技术的日益成熟,诸如倍频、和频、差频和受激散射等非线性效应都取得了快速的发展。尤其是基于光学非线性效应产生的压缩态光场,更是受到了人们的广泛关注,并成功地在不同的物理系统中实现了压缩态的制备。同时,压缩态光场也被广泛的应用于光学精密测量、量子态工程、量子存储、量子通信和量子计算等各个领域。本文主要介绍了基于PPKTP晶体搭建光学参量放大器的一系列工作:利用三个声光调制器产生了一束双频激光,并将其作为本振光验证了压缩真空态两对对称边带之间的EPR关联;利用双色本振光和压缩真空态提高了低频信号测量的信噪比;将双频激光作为光学参量放大器的信号光,实现了真空态、相干态、压缩真空态、振幅压缩态和位相压缩态的重构;将两束单模压缩光在50/50分束镜耦合产生纠缠光,并将其应用于相干态的部分隐形传输实验中。将PPKTP晶体的前端面作为输入耦合镜,搭建了半整体光学参量放大器,并利用反射的泵浦场将腔长锁定后,得到了压缩真空态光场。利用三个声光调制器产生了一束频率分别为基频光两侧对称边带的双频激光,并将其作为本振光实现压缩真空态的探测,进而验证了压缩真空态两对对称边带之间的EPR关联特性。用双色本振光实现压缩真空态的平衡零拍探测,并通过改变双色本振光的功率比,寻找最优化的增益因子,进而获得最大的条件压缩。在辅助光光路中引入低频相位调制,与压缩真空态在98/2分束镜耦合后,进入平衡零拍探测系统,进而提高了低频信号测量的信噪比。分别将单边带和双边带作为光学参量放大器的信号光,并用一束基频本振光对其进行测量,进而用光学零拍层析的方法重构了真空态、相干态、压缩真空态、振幅压缩态和位相压缩态的Wigner函数。将两束单模压缩光在50/50分束镜耦合后得到纠缠光,并将其应用于相干态的部分隐形传输实验中。通过控制联合Bell态测量过程中被破坏的信息量,从而用低于3dB的纠缠源实现了保真度对于不可克隆极限2/3的突破,得到了最大的保真度为0.9。
二、PPKTP晶体参量缩小过程产生振幅压缩光（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、PPKTP晶体参量缩小过程产生振幅压缩光（论文提纲范文）
（1）连续变量量子照明中的量子光源研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 量子照明雷达 |
| 1.3 本论文的研究内容 |
| 第二章 量子光场的基本概念 |
| 2.1 量子噪声和量子压缩态 |
| 2.1.1 电磁场的量子噪声 |
| 2.1.2 光的量子态 |
| 2.2 平衡零拍探测 |
| 2.3 连续变量量子光源 |
| 2.3.1 压缩态光场 |
| 2.3.2 纠缠态光场 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光学谐振腔的传输特性 |
| 3.1 光学谐振腔的类别 |
| 3.2 光学谐振腔的能量特性 |
| 3.3 光学谐振腔的传输函数 |
| 3.4 光学谐振腔的噪声特性 |
| 3.5 光学谐振腔的应用 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 量子光源的制备 |
| 4.1 压缩的类型 |
| 4.2 光学参量过程 |
| 4.2.1 光学参量放大 |
| 4.2.2 晶体的非线性极化 |
| 4.2.3 光学参量过程的图形描述 |
| 4.3 光学参量振荡腔 |
| 4.3.1 单共振与双共振腔型 |
| 4.3.2 两种腔型的特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 量子照明的实验研究 |
| 5.1 压缩带宽 |
| 5.2 量子光源的实验结果 |
| 5.2.1 实验装置及过程 |
| 5.2.2 测量结果 |
| 5.3 实验研究方案 |
| 5.3.1 直接测量 |
| 5.3.2 分束测量 |
| 5.3.3 基于压缩光场的增强探测 |
| 5.3.4 基于纠缠光场的增强探测 |
| 5.4 量子照明实施方案 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（3）基于原子系综的量子网络研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子网络 |
| 1.2 量子纠缠 |
| 1.3 量子存储 |
| 1.3.1 电磁感应透明 |
| 1.3.2 拉曼存储 |
| 1.3.3 DLCZ方案 |
| 1.3.4 可控恢复能级非均匀展宽 |
| 1.3.5 原子频率梳 |
| 1.3.6 量子存储的应用 |
| 1.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 偏振非经典光场的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 偏振压缩和纠缠的理论分析 |
| 2.3 Stokes分量的测量 |
| 2.4 偏振非经典光场的实验制备及实验结果 |
| 2.5 总结 |
| 参考文献 |
| 第三章 两个原子系综的纠缠 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 原子系综纠缠的产生方案 |
| 3.2.1 光和原子系综纠缠的理论分析 |
| 3.2.2 利用纠缠交换实现两个原子系综间纠缠 |
| 3.2.3 原子间纠缠的验证 |
| 3.3 总结 |
| 参考文献 |
| 第四章 三原子系综确定性纠缠的建立和存储 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 利用量子态映射建立三原子系综纠缠的理论分析 |
| 4.2.1 三组份纠缠态的产生 |
| 4.2.2 原子系综纠缠的建立 |
| 4.2.3 存储的纠缠态的释放 |
| 4.3 实验实现三原子系综纠缠 |
| 4.4 总结 |
| 参考文献 |
| 第五章 远距离量子节点间连续变量纠缠蒸馏 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 量子存储间纠缠的建立和纠缠蒸馏 |
| 5.2.1 原子系综纠缠的建立和蒸馏方案 |
| 5.2.2 纠缠蒸馏的理论模型 |
| 5.2.3 原子系综间纠缠蒸馏的结果分析 |
| 5.3 总结 |
| 参考文献 |
| 第六章 连续变量腔增强量子存储 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 连续变量腔增强量子存储的理论介绍 |
| 6.3 连续变量腔增强量子存储的实验研究 |
| 6.3.1 光学腔的设计与搭建 |
| 6.3.2 腔增强量子存储的实验研究 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结和展望 |
| 博士期间已发表的期刊论文 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（4）偏振压缩的795nm量子光源及量子增强铷原子磁强计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 压缩态光场 |
| 1.2 基于非线性磁光旋转的光学原子磁强计 |
| 1.3 量子增强的光学原子磁强计 |
| 1.4 论文主要内容 |
| 第二章 相关理论 |
| 2.1 量子光学基本理论 |
| 2.1.1 光场的量子化 |
| 2.1.2 粒子数态 |
| 2.1.3 相干态 |
| 2.1.4 最小不确定态 |
| 2.1.5 压缩态 |
| 2.2 偏振压缩 |
| 2.3 磁光旋转 |
| 2.3.1 线性磁光旋转 |
| 2.3.2 非线性磁光旋转 |
| 2.4 探测 |
| 2.4.1 平衡零拍探测 |
| 2.4.2 偏振压缩探测 |
| 2.4.3 偏振仪 |
| 2.5 磁强计的基本极限 |
| 2.5.1 原子投影噪声 |
| 2.5.2 光子散粒噪声 |
| 第三章 795nm近红外光至397.5nm紫外光的倍频实验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 位相匹配 |
| 3.3 腔型的选择 |
| 3.4 非线性晶体的选择 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 795nm偏振压缩光的实验制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 偏振压缩光的制备 |
| 4.3 低频压缩 |
| 4.3.1 低频噪声 |
| 4.3.2 量子噪声锁定 |
| 4.3.3 实验结果 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 基于压缩光的量子增强铷原子磁强计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 压缩光对偏转角的测量 |
| 5.3 经典的铷原子磁强计 |
| 5.4 磁场测量灵敏度 |
| 5.5 量子增强的铷原子磁强计 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（5）光通信波段全固态连续单频激光器研制及非经典光场产生的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 全固态激光器的发展概况 |
| 1.2 全固态1.34μm激光光源的应用及研究现状 |
| 1.2.1 1.34μm激光器的应用 |
| 1.2.2 全固态1.34μm激光的研究现状 |
| 1.3 全固态连续单频激光器的应用和研究现状 |
| 1.3.1 全固态连续单频激光器的产生方法 |
| 1.3.2 全固态连续单频1.34mm和671nm激光器的应用 |
| 1.3.3 全固态连续单频1.34mm和671nm激光器的研究现状 |
| 1.4 光通信波段非经典光场的应用和研究现状 |
| 1.4.1 非经典光场的应用 |
| 1.4.2 非经典光场的研究现状 |
| 1.5 本论文的主要工作 |
| 第二章 LD端面泵浦激光器中晶体热效应及改善措施 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 激光晶体热效应的产生机理 |
| 2.3 减轻热效应的措施 |
| 2.3.1 采用特殊晶体减轻热效应 |
| 2.3.2 改善泵浦方式减轻热效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 LD泵浦的高功率单横模1.34μm激光器的理论和实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Nd:YVO_4晶体的性质 |
| 3.2.1 Nd:YVO_4晶体的光谱和物理性质 |
| 3.2.2 Nd:YVO_4晶体的精细能级 |
| 3.2.3 1.34μmNd:YVO_4激光器中的能量过程 |
| 3.3 考虑ETU和ESA效应的速率方程模型 |
| 3.4 ETU和ESA效应对激光晶体热负载的影响 |
| 3.5 求解温度场 |
| 3.5.1 热传导泊松方程及边界条件 |
| 3.5.2 泊松差分方程 |
| 3.5.3 导数边界条件 |
| 3.5.4 松弛法求解温度分布 |
| 3.6 激光晶体热焦距 |
| 3.7 理论模拟激光器输出特性及优化 |
| 3.8 实验装置 |
| 3.9 实验结果及分析 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 LD泵浦的高功率连续单频1.34μm激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论分析 |
| 4.2.1 小信号增益 |
| 4.2.2 非线性损耗 |
| 4.2.3 激光器单频运转条件 |
| 4.3 环形激光器谐振腔设计 |
| 4.4 实验装置 |
| 4.5 实验结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 光通信波段非经典光场产生的理论和实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 内腔倍频双波长671nm/1.34μm激光器的研制 |
| 5.2.1 实验装置及激光谐振腔设计 |
| 5.2.2 激光器参数测试 |
| 5.2.3 模式清洁器过滤激光器噪声 |
| 5.3 1.34μm连续变量量子纠缠态光场产生的理论和实验研究 |
| 5.3.1 连续变量纠缠态的产生 |
| 5.3.2 连续变量纠缠光场的探测 |
| 5.3.3 实验装置 |
| 5.3.4 实验结果及分析 |
| 5.4 1.5μm压缩态光场产生的理论和实验研究 |
| 5.4.1 连续变量压缩态的产生 |
| 5.4.2 连续变量压缩态光场的探测 |
| 5.4.3 实验装置 |
| 5.4.4 实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 成果目录 |
| 致谢 |
| 个人简况 |
（6）1.5微米连续变量量子纠缠态光场的产生及其在量子通信中的应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 非经典光场的研究进展 |
| 1.2.1 压缩态光场的研究进展 |
| 1.2.2 纠缠态光场的研究进展 |
| 1.2.3 纠缠态的判定 |
| 1.3 非经典光场在量子信息中的应用 |
| 1.3.1 量子密钥分发 |
| 1.3.2 量子隐形传态 |
| 1.3.3 量子纠缠交换 |
| 参考文献 |
| 第二章 压缩态光场的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 利用外腔倍频过程产生明亮振幅压缩态光场 |
| 2.2.1 理论模型 |
| 2.2.2 光源噪声优化 |
| 2.2.3 腔长的锁定 |
| 2.2.4 实验结果 |
| 2.3 利用光学参量振荡产生真空压缩态光场 |
| 2.3.1 实验装置 |
| 2.3.2 实验结果 |
| 2.3.3 逃逸效率和位相波动对压缩的影响 |
| 2.4 DOPA腔的理论模型 |
| 2.4.1 经典增益 |
| 2.4.2 量子起伏噪声 |
| 2.4.3 实验结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 光通信波段1.5微米连续变量量子纠缠态光场的制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 利用NOPA产生明亮量子纠缠态光场 |
| 3.2.1 协方差矩阵 |
| 3.2.2 理论分析 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 平衡零拍探测系统 |
| 3.3.2 Bell态探测系统 |
| 3.3.3 频率及相对位相的锁定 |
| 3.3.4 实验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于光纤信道的连续变量量子纠缠分发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤信道中实现纠缠分发 |
| 4.2.1 光纤信道中的声导波布里渊散射 |
| 4.2.2 光纤信道中纠缠分发理论 |
| 4.3 光纤信道中的偏振控制 |
| 4.3.1 偏振控制 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 利用明亮EPR光束实现连续变量量子纠缠交换 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论 |
| 5.3 实验装置 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 成果目录 |
| 致谢 |
| 个人简况 |
（7）光学薛定谔猫态幅度操控和量子导引交换（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子信息简介 |
| 1.2 光学薛定谔猫态及其研究进展 |
| 1.3 量子导引及研究进展 |
| 1.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 基础知识 |
| 2.1 光子 |
| 2.1.1 产生和湮灭算符 |
| 2.1.2 正交分量算符 |
| 2.2 量子态表示 |
| 2.2.1 密度矩阵 |
| 2.2.2 Wigner函数 |
| 2.2.3 特征函数 |
| 2.3 高斯操控 |
| 2.3.1 高斯性 |
| 2.3.2 高斯操作 |
| 2.4 常见量子态 |
| 2.4.1 相干态 |
| 2.4.2 压缩真空态 |
| 2.4.3 双模压缩真空态 |
| 2.4.4 热态 |
| 2.4.5 协方差矩阵 |
| 2.4.6 Fock态 |
| 2.4.7 Qubit态 |
| 2.4.8 薛定谔猫态 |
| 2.5 量子测量 |
| 2.5.1 Positive Operator Valued Measures |
| 2.5.2 量子态的条件制备 |
| 2.5.3 光子探测 |
| 2.5.4 平衡零拍探测 |
| 2.5.5 光学量子层析 |
| 2.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 795nm压缩真空态光场的制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二次谐波的产生 |
| 3.2.1 理论分析 |
| 3.2.2 实验装置 |
| 3.2.3 实验结果 |
| 3.3 光学参量放大器 |
| 3.3.1 理论分析 |
| 3.3.2 压缩真空态产生的实验装置 |
| 3.3.3 实验结果及分析 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 光学薛定谔猫态的产生和幅度操控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光学薛定谔猫态的产生 |
| 4.2.1 理论分析 |
| 4.2.2 光学薛定谔产生的实验装置 |
| 4.2.3 实验结果及分析 |
| 4.3 薛定谔猫态幅度的确定性操控 |
| 4.3.1 理论分析 |
| 4.3.2 实验装置 |
| 4.3.3 实验结果及分析 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 量子导引交换 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高斯量子导引的量化 |
| 5.3 两组份高斯量子导引交换 |
| 5.3.1 两组份高斯量子导引交换方案 |
| 5.3.2 两组份高斯量子导引交换的计算结果 |
| 5.4 多组份高斯量子导引交换 |
| 5.4.1 多组份高斯量子导引交换方案 |
| 5.4.2 多组份高斯量子导引交换的计算结果 |
| 5.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 博士期间已发表的期刊论文 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（8）对应于铯原子D1线正交压缩态光场的制备（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 相干态光场 |
| 1.3 压缩态光场 |
| 1.3.1 压缩态光场的定义 |
| 1.3.2 压缩态光场的分类 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第二章 利用外腔倍频产生 447.3nm单频可调谐蓝光的实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 倍频的原理 |
| 2.3 准相位匹配技术 |
| 2.4 倍频腔 |
| 2.4.1 倍频腔的腔型结构 |
| 2.4.2 倍频腔的转化效率 |
| 2.4.3 本实验中的倍频腔 |
| 2.5 利用偏振光谱技术对半导体激光器的稳频 |
| 2.5.1 半导体激光器稳频技术的选择 |
| 2.5.2 偏振光谱技术稳频原理 |
| 2.5.3 偏振光谱技术稳频的实验装置 |
| 2.5.4 偏振光谱技术稳频的实验过程及结果 |
| 2.6 半导体锥形放大器 |
| 2.7 利用内调制稳频技术和PDH稳频技术对倍频腔锁定的比较 |
| 2.7.1 两种方法锁定的实验装置 |
| 2.7.2 两种方法锁定的实验结果 |
| 2.8 利用外腔倍频产生 447.3nm可调谐蓝光 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 对应于铯原子D1线正交压缩真空态光场的制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论分析 |
| 3.2.1 DOPA的理论模型 |
| 3.2.2 DOPA的经典特性 |
| 3.2.3 DOPA的量子特性 |
| 3.3 对应于铯原子D1线正交压缩真空态光场的制备 |
| 3.3.1 实验装置 |
| 3.3.2 实验过程与实验结果 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 对应于铯原子D1线可调谐正交压缩态光场的制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.3 实验过程与实验结果 |
| 4.3.1 正交压缩真空光的制备 |
| 4.3.2 可调谐明亮压缩光的制备 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（9）三组份偏振纠缠光场的制备及三原子系综之间量子纠缠的实现（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 非线性光学基础 |
| 1.2.1 二次谐波产生过程 |
| 1.2.2 光学参量放大 |
| 1.3 量子态光场 |
| 1.3.1 正交压缩态光场 |
| 1.3.2 正交纠缠态光场 |
| 1.3.3 偏振压缩态光场 |
| 1.3.4 偏振纠缠态光场 |
| 1.4 量子信息网络 |
| 1.4.1 量子秘钥分发 |
| 1.4.2 量子中继 |
| 1.4.3 量子存储 |
| 参考文献 |
| 第二章 外腔倍频产生 398nm紫外激光 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论分析 |
| 2.3 实验装置 |
| 2.4 实验结果及分析 |
| 2.4.1 实验结果 |
| 2.4.2 结果分析 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 第三章 实验产生与铷原子D1线对应的 795nm偏振压缩态光场 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 偏振态光场的产生方法 |
| 3.3 压缩态光场的测量 |
| 3.3.1 正交压缩的测量 |
| 3.3.2 偏振压缩态的测量 |
| 3.4 产生 795nm偏振压缩的实验系统 |
| 3.4.1 激光器 |
| 3.4.2 简并光学参量放大器 |
| 3.5 实验步骤及结果 |
| 3.5.1 实验步骤 |
| 3.5.2 实验结果 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 第四章 实验产生 795nm两组份偏振纠缠态光场 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 两组份偏振纠缠态理论分析 |
| 4.3 实验过程 |
| 4.3.1 实验过程 |
| 4.3.2 测量方法 |
| 4.4 实验结果 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 第五章 实验产生明亮的三组份偏振纠缠态光场 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三组份偏振纠缠理论分析 |
| 5.2.1 三组份偏振纠缠产生原理 |
| 5.2.2 三组份偏振纠缠判据 |
| 5.3 产生明亮的三组份偏振纠缠态实验研究 |
| 5.3.1 实验装置 |
| 5.3.2 三组份偏振纠缠的测量 |
| 5.4 实验结果 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 第六章 实验实现三个原子系综量子纠缠及量子存储 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三组份正交纠缠理论分析 |
| 6.3 利用EIT实现量子态由光场向原子系综的映射 |
| 6.4 利用EIT实现量子态由原子系综向光场的映射 |
| 6.5 三组份正交纠缠态光场在原子系综中量子存储的实验研究 |
| 6.5.1 实验方案 |
| 6.5.2 三组份正交纠缠的产生 |
| 6.5.3 EIT控制光场的产生 |
| 6.5.4 存储装置 |
| 6.5.5 时序控制 |
| 6.5.6 测量系统 |
| 6.6 实验结果 |
| 6.6.1 相干态光场在铷原子系综中的存储 |
| 6.6.2 三组份正交纠缠态光场在三个铷原子系综中的存储 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 总结和展望 |
| 研究成果 |
| 致谢 |
| 个人情况及联系方式 |
（10）压缩态光场的双色本振光探测及应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光场的正交算符 |
| 1.2 高斯态 |
| 1.2.1 真空态 |
| 1.2.2 相干态 |
| 1.2.3 单模压缩态 |
| 1.2.4 双模压缩态 |
| 1.3 量子态的Wigner函数 |
| 1.4 边带表象 |
| 1.5 论文结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 用双色本振光实现压缩真空态的探测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 压缩态的制备 |
| 2.2.1 利用原子系综产生压缩态 |
| 2.2.2 利用光纤产生压缩态 |
| 2.2.3 利用铁电晶体产生压缩态 |
| 2.3 单模压缩光对称边带之间的关联 |
| 2.3.1 理论研究现状 |
| 2.3.2 实验研究进展 |
| 2.4 用双色本振光测量信号光的理论分析 |
| 2.5 实验装置 |
| 2.5.1 激光器 |
| 2.5.2 双边带产生装置 |
| 2.5.3 光学参量放大器 |
| 2.5.4 平衡零拍探测 |
| 2.6 实验结果 |
| 2.6.1 单边带本振光与双边带本振光对压缩真空态的测量 |
| 2.6.2 基频信号光的测量 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 利用压缩光和双色本振光提高信号测量的信噪比 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究进展 |
| 3.2.1 低频压缩的实验研究 |
| 3.2.2 利用压缩光提高引力波探测的灵敏度 |
| 3.2.3 依赖于频率的压缩光实验研究 |
| 3.3 理论分析 |
| 3.3.1 不同功率的双色本振光对于信号场的测量 |
| 3.3.2 单模压缩光的理想条件压缩 |
| 3.3.3 单模压缩光的实际条件压缩 |
| 3.4 实验实现 |
| 3.4.1 实验装置 |
| 3.4.2 压缩优化步骤 |
| 3.4.3 压缩优化测量结果 |
| 3.4.4 提高低频信号探测的灵敏度 |
| 3.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 用可控边带注入的方法实现压缩态的重构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究现状 |
| 4.2.1 量子态重构的理论研究 |
| 4.2.2 准经典量子态的重构 |
| 4.2.3 非经典量子态的重构 |
| 4.2.4 产生算符和湮灭算符的实验实现 |
| 4.3 理论分析 |
| 4.3.1 平衡零拍探测 |
| 4.3.2 光学参量放大器对于单边带输入场的作用 |
| 4.3.3 探测机制 |
| 4.4 实验装置 |
| 4.5 实验结果 |
| 4.5.1 光学参量放大器的参量转换 |
| 4.5.2 压缩态在频域的噪声特性 |
| 4.5.3 真空态和压缩真空态的重构 |
| 4.5.4 相干态和明亮压缩光在时域的量子噪声 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 相干态的部分无实体传输 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究现状 |
| 5.2.1 分离变量量子隐形传输 |
| 5.2.2 连续变量量子隐形传输 |
| 5.2.3 混合变量量子隐形传输 |
| 5.3 部分无实体传输的理论分析 |
| 5.3.1 相干态隐形传输的保真度 |
| 5.3.2 相干态部分无实体传输的理论分析 |
| 5.4 相干态部分无实体传输的实验实现 |
| 5.4.1 纠缠态的制备的实验装置 |
| 5.4.2 纠缠态的制备的过程及结果 |
| 5.4.3 相干态部分隐形传输 |
| 5.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 成果目录 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
四、PPKTP晶体参量缩小过程产生振幅压缩光（论文参考文献）
- [1]连续变量量子照明中的量子光源研究[D]. 王俊萍. 山西大学, 2021(12)
- [2]基于参量放大器的铯原子D2线明亮偏振压缩光源的产生[J]. 左冠华,杨晨,赵俊祥,田壮壮,朱诗尧,张玉驰,张天才. 物理学报, 2020(01)
- [3]基于原子系综的量子网络研究[D]. 刘艳红. 山西大学, 2019(01)
- [4]偏振压缩的795nm量子光源及量子增强铷原子磁强计[D]. 温馨. 山西大学, 2019(01)
- [5]光通信波段全固态连续单频激光器研制及非经典光场产生的理论与实验研究[D]. 马亚云. 山西大学, 2018(04)
- [6]1.5微米连续变量量子纠缠态光场的产生及其在量子通信中的应用[D]. 万振菊. 山西大学, 2018(04)
- [7]光学薛定谔猫态幅度操控和量子导引交换[D]. 王美红. 山西大学, 2018(04)
- [8]对应于铯原子D1线正交压缩态光场的制备[D]. 张岩. 山西大学, 2017(02)
- [9]三组份偏振纠缠光场的制备及三原子系综之间量子纠缠的实现[D]. 吴量. 山西大学, 2017(02)
- [10]压缩态光场的双色本振光探测及应用[D]. 李卫. 山西大学, 2017(02)