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《山西大学》 2004年
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自发参量下转换过程的单光子测量及量子态重构

李永明  
【摘要】: 单光子态作为一种非经典光场,在基础量子光学实验研究、量子通讯、量子计算等领域有着重要的应用。由于单光子的量子性,避免了在通讯传输过程中的信号窃取,在确保信息安全等方面具有经典信息无法比拟的优越性。目前有多种方案可以制备单光子态,如直接将激光衰减至单光子水平、量子点、单荧光分子以及金刚石纳米颗粒中的N-V色心、腔QED及自发参量下转换等。其中,自发参量下转换因其成对的产生下转换光子,可以通过探测其中之一来确认另一个是否为单光子态,这样就可以在不破坏单光子的情况下确认单光子的存在。另外,参量下转换产生的光子对具有时间、空间、偏振、能量等多种纠缠,因而在理论和实验上都得到了广泛的研究。 本文是单光子态制备及其Wigner函数重构课题中的部分内容,主要包括两个方面内容,即脉冲抽运的Ⅰ类非共线相位匹配BBO晶体的自发参量下转换过程和利用量子层析摄影术重构光量子态的Wigner函数。其主要内容包括 1.计算了BBO晶体中下转换光的分离角与晶体切割角的关系曲线。在中心波长425nm飞秒脉冲抽运、下转换光频率简并的情况下,选择晶体的切割角θ为28.7度,对应下转换光与抽运光在晶体外夹角为5度。 2.使用CCD测量了自发参量下转换光分布。 3.分析了抽运光的走离效应和群速失配对下转换过程的影响。非共线匹配对群速失配有一定的补偿作用。当下转换光与抽运光夹角达到13.4度时,非共线相位匹配基本可以消除晶体中群速失配对下转换过程的影响。 4.在抽运光脉冲重复频率为76MHz的情况下,得到了每秒50500次的下转换光子记数,其中单光子概率大干99%。 5.作为重构单光子Wigner函数的实验准备,重构出连续光真空态和相干态的Wigner函数,并考虑了kc值和实验采集的数据点数量对实验结果的影响。
【学位授予单位】:山西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O4-34

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 董雅宾;电磁诱导相干介质中相关量子效应的研究[D];山西大学;2006年
2 樊代和;自发参量下转换产生单光子对的应用及其统计特性研究[D];山西大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张海龙;量子密码及实现量子计算中CNOT的有效方案[D];解放军信息工程大学;2007年
2 陈君鉴;时域脉冲平衡零拍测量中的模式匹配[D];山西大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李永明,樊代和,翟泽辉,张俊香,郜江瑞;单光子态的产生与测量[J];量子光学学报;2004年01期
2 樊代和;白云飞;张海龙;张俊香;郜江瑞;;泵浦谱宽和测量带宽对SPDC过程产生的光子对分布的影响[J];量子光学学报;2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 任钢;中红外光参量振荡器及其应用技术的研究[D];四川大学;2006年
2 苏文华;光学倍频过程中感应衍射及色散的研究[D];复旦大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 彭玲;红外宽带光参量振荡器及其应用的研究[D];四川大学;2003年
2 孙寒;AgGaS_2光学参量振荡器的设计[D];吉林大学;2006年
3 张海龙;量子密码及实现量子计算中CNOT的有效方案[D];解放军信息工程大学;2007年
4 宋玥;非线性光学晶体AgGaS_2/AgGaSe_2用于差频产生中红外波长[D];北京工业大学;2008年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李港,郝海林;BBO晶体光学参量发生器[J];北京工业大学学报;1992年01期
2 ;电子测量与仪器学会将在京举办全国性的’99国外最新电子测量技术与仪器报告会暨演示会[J];电子测量与仪器学报;1999年03期
3 杨苏辉,国秀珍,王冬,高锦岳;电磁感应双光子光透明及共振吸收增强[J];光学学报;2000年03期
4 董雅宾,张俊香,郜江瑞;三能级电磁感应透明中辐射场的量子统计特性[J];光学学报;2005年09期
5 ;《激光与红外》1989年第19卷总目[J];激光与红外;1989年06期
6 周春源,吴光,陈修亮,李和祥,曾和平;50km光纤中量子保密通信[J];中国科学G辑:物理学、力学、天文学;2003年06期
7 ;《中国激光》2005年(第32卷,总第337~348期)总目次[J];中国激光;2005年12期
8 杜英杰,张俊香,郜江瑞;四能级系统中的原子相干效应[J];量子光学学报;2004年01期
9 王海红;董雅宾;郜江瑞;张俊香;;原子相干效应中的量子噪声特性研究[J];量子光学学报;2006年01期
10 樊代和;白云飞;张海龙;张俊香;郜江瑞;;泵浦谱宽和测量带宽对SPDC过程产生的光子对分布的影响[J];量子光学学报;2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李刚;高精细度微光学腔及单原子的控制与测量[D];山西大学;2007年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨榕灿;基于强耦合腔量子电动力学的量子纠缠研究[D];山西大学;2012年
2 鲍倩倩;超冷原子介质中快光、慢光和静止光的相干调控[D];吉林大学;2013年
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