双光子轨道角动量态对比的实验

发布时间：2021-02-23 05:35

　　近年来人们对光子轨道角动量研究产生了浓厚的兴趣。光子轨道角动量在提高量子通讯的信息传输速率以及构建高容量信息网络方面等具有重要的应用。本文主要就如何在实验中进行双光子轨道角动量态的对比做了研究,利用相似度来衡量双光子之间轨道角动量的关系,并从实验中测量和验证了双光子轨道角动量的相似度。整篇论文的安排如下:在第一章绪论中,对光的轨道角动量进行简单的概述,并介绍光轨道角动量的几个重要的研究方向和应用。第二章,主要介绍光轨道角动量的一些基本知识,对光的轨道角动量的提出、物理特征以及产生光轨道角动量的方法做了比较详细的表述。第三章,对实验中主要用到的器件的作用原理以及器件对光子态的演化作用做了比较详细介绍。第四章,主要介绍双光子在BS下的HOM干涉以及PBS-HWP-PBS组合下的HOM干涉。第五章,主要从光子对的量子态在光路中的演化出发就如何实验上测量双光子轨道角动量态之间的相似度做了介绍。最后,对全文进行总结并简要介绍下一步的研究工作。 

【文章来源】：杭州师范大学浙江省

【文章页数】：44 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１：?Ｈｅｒｍｉｔｅ－Ｇａｕｓｓｉａｎ模光强度的分布图

光的轨道角动量介绍??这种正交性由于拉盖尔多项式的性质决定的［４气Ｌ－Ｇ摸光的强度分布图是??同心环，其中环的个数由下标ｐ决定（见图２．２）。另一个模式参量包含在弧角??项．ｅａ；ｐ?（＿ｉ＿ｍ參）中，从而引起｜?ｍ?｜?＋螺旋相位．波前等相位面的交接。螺旋的方肉即??手性是由ｍ的正负决定的。弧相结构是Ｌ－Ｇ模具有轨道角动量的原因。不同ｍ值??的Ｌ－Ｇ模之闻也具有正交．性；??广?２７Ｔ?／？００??／?／?ｐｄｐ＾?（ｐ，?＃，?ｚ］?｛ｐ，?ｉｆ，?＾）］＊?＝?Ｓｎｍｄｐｑ．?（２．４２）??Ｊ〇?Ｊｏ??Ｈ－Ｇ模光和Ｌ－Ｇ模光都是完备集。因此每个集之间可以相互叠加构成。??關??图２．２：?Ｌ＿Ｇ模光的强度分布图。（ａ）ｍ＝ｌ，ｐ＝０．（ｂ）ｍ＝５，ｐ＝０．（ｃ）ｍ＝２，ｐ＝ｌ．（ｄ）ｍ＝２，??ｐ＝２．??Ｂｅｉｊｅｒｓｂｅｒｇｅｎ等人证明了这之间的转换关系［２６］。他们将Ｌ－Ｇ模的ｍ和ｐ用类??似Ｈ－Ｇ模的ｎ，Ｚ代替且这两组下标的关系为：??ｍ?＝?ｎ?—?ｌ，ｐ?＝?（２．４３）??现在任意的Ｌ－Ｇ模都可以用Ｈ－Ｇ模光表示：??ｎ＋Ｚ??之）＝６（ｎ，Ｚ，办?（２．４４）??ｔ＝０??１１??

Ｑ?＝?５?ｆ?敎＝＾ｄ．ｓ．?Ｕ?（２．４６）??这里（ｉｓ为线元，对于孤＿向相位％?＝＿ｍ．？，这．斗？积奢的螺旋荷＇结果为ｍ。图２．＿３是不??：同ｍ螺旋光的相位图。??ｍ?＝?＋２??ｍ?＝?＋１??ｍ?＝?０??％??ｍ?＝?—１??ｍ?＝?—２??图２．３：从左往右为不同拓扑荷ｍ的Ｌ－Ｇ模光的螺旋结构图，相位图，和强度分布图。??２．４轨道角动量光的产生??之前提到可以由Ｈ－Ｇ摸光的叠加产生任意的Ｌ－Ｇ模光，那么我们可以通过特??制的光腔或者柱状棱镜将Ｈ－?Ｇ模光转换为无像差的Ｌ－?Ｇ模光。也有其他的方法产??１２??


本文编号：3047096