实验制备高纯度的双模压缩态光场

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压缩态光场在量子信息处理和量子测量等前沿领域中有广泛的应用。利用压缩态光场,我们可以实现Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)纠缠源的制备、高精度的量子测量、多组份纠缠态的制备、引力波探测以及光学薛定谔猫态的实验制备等。实现压缩态光场的实验制备,对于量子光学领域的基础和应用研究意义重大。长期以来,科学家们致力于如何提高压缩态光场的压缩度和产生压缩态光场的方法等方面的研究。随着量子光学和量子信息研究的发展,科学家发现在某些情况下单纯提高压缩态光场的压缩度是不够的。为了完成一些更为复杂的研究工作,我们还需要关注压缩态光场的纯度。光学薛定谔猫态是一种重要的量子资源。从一个压缩真空态中减去一个光子是制备光学薛定谔猫态的一种有效方法。研究表明,通过这种方法制备薛定谔猫态的保真度依赖于压缩态光场的纯度。我们设计了一个泵浦光部分共振的非简并光学参量放大器,并实验制备了纯度为0.993的双模压缩态光场。特别是我们发现由于热效应的存在,我们的非简并光学参量放大器在较宽的泵浦功率范围内获得了纯度较高的双模压缩态光场,这一结果为我们利用非简并光学参量放大器制备光学薛定谔猫态提供了技术参考。  本论文的主要研究内容为:  1.理论上计算了压缩态光场的纯度和压缩度,分析了它们与各参数的依赖关系,讨论了非简并光学参量放大器中热效应的理论模型。  2.实验上我们利用泵浦光部分共振的非简并光学参量放大器,制备了纯度为0.993的双模压缩态,重构了纯压缩态的Wigner函数,并且对实验结果做了分析。
其他文献
本文对S-投射模进行了研究。设R为任意的幺环。Azumaya将投射模的概念推广到f-投射模和S-投射模。在文献[35]中,作者讨论了在什么样的环上,平坦模是f-投射的。在文献[26]中,作者