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真空压缩态光场注入光学腔的调控研究

邸克  
【摘要】: 量子光学是量子理论的重要研究方向,近几十年取得了惊人的发展。由于光的粒子性,光场存在着由光的本性所决定的噪声,称为散粒噪声。如果光场的某一分量噪声低于散粒噪声,这个光场就是压缩态光场。压缩态光场是重要的非经典光场,在量子通信,量子测量,量子计算机等方面都具有重要的应用价值,是当今的研究热点之一 本文主要研究利用周期性极化非线性晶体产生压缩光场,光学腔的耦合情况对压缩态光场量子干涉的影响和三共振光学参量放大腔对压缩态光场的调控。 本论文主要内容有以下三个部分: 第一:进行了小型真空压缩光产生装置的研制,利用周期性极化KTiOP04晶体产生稳定的真空压缩态光场,使用简化稳定的光学器件构建了结构紧凑,操作简单,输出稳定的真空压缩光源,获得了2dB的压缩和8dB的放大。 第二:研究了光学腔的耦合情况对腔内光速的影响,在欠耦合时产生快光,过耦合时产生慢光。进一步讨论了对注入真空压缩态光场的影响,对压缩光场在腔中的量子噪声特性进行了研究。 第三:理论上研究了三共振光学参量放大器对注入其中的真空压缩态光场的调控,构建了三共振光学参量放大器的物理模型,并用半经典公式对其中的压缩态光场的噪声特性进行了计算,讨论了在信号光和泵浦光半腰宽不同情况时其对压缩态光场调控的不同特性。并在理论计算的基础上提出了实验方案,为后期的实验研究提供参考。


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