损耗对相敏四波混频过程量子压缩影响的理论研究

发布时间：2021-09-25 03:14

　　通过使用光学分束器模型来模拟光学传输和探测所导致的损耗,本文在理论上研究了损耗对相敏四波混频过程产生孪生光束量子压缩的影响。我们分别研究了系统中不同强度增益、注入功率比和相位条件下损耗对量子压缩的影响。结果表明,该系统的量子压缩随着强度增益的增加而增大;随着注入功率比的增加呈先增大后减小的趋势,且均在注入功率比β=1时达到最大;在相位θ=0处压缩最大,在θ=π处反压缩达到最大,且损耗对压缩更敏感。此外,我们发现,在不同的参数情况下,随着损耗的增大,系统的量子压缩都在减小。我们的理论结果为实验上研究损耗对量子压缩的影响提供了理论依据。 

【文章来源】：量子光学学报. 2020,26(02)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

四波混频过程简化图

在这里,我们令输入的共轭光束和探针光束的强度相等,即注入光束的功率比β=1,同时,相敏四波混频的相位θ=0。基于此,我们研究了不同损耗情况下相敏四波混频的强度差压缩与强度增益G的关系。在图2中,黑色曲线、红色曲线、绿色曲线和蓝色曲线分别是传输效率η=1(无损耗)、η=0.95、η=0.90和η=0.85时系统的强度差压缩随强度增益G的变化曲线。由图2可得,随着强度增益G的增大,不同损耗情况下的强度差压缩也在增大。此外,我们可以发现相同强度增益G时,损耗越大,强度差压缩越小。图3为系统的强度差压缩与注入的共轭光束和探针光束的功率比β的关系。为了方便,我们假设系统的强度增益G=3,四波混频的相位θ=0。在图3中,黑色曲线、红色曲线、绿色曲线和蓝色曲线分别是传输效率η=1、η=0.95、η=0.90和η=0.85时系统的强度差压缩随注入功率比β的变化曲线。由图3可得,随着注入功率比β的增大,不同损耗情况下的强度差压缩先增大后减小,并且均在注入功率比β=1时压缩最大。此外,我们可以发现相同注入功率比下,损耗越大,强度差压缩越小。

图3为系统的强度差压缩与注入的共轭光束和探针光束的功率比β的关系。为了方便,我们假设系统的强度增益G=3,四波混频的相位θ=0。在图3中,黑色曲线、红色曲线、绿色曲线和蓝色曲线分别是传输效率η=1、η=0.95、η=0.90和η=0.85时系统的强度差压缩随注入功率比β的变化曲线。由图3可得,随着注入功率比β的增大,不同损耗情况下的强度差压缩先增大后减小,并且均在注入功率比β=1时压缩最大。此外,我们可以发现相同注入功率比下,损耗越大,强度差压缩越小。图4为系统的强度差压缩与系统相位θ的关系。我们令注入的共轭光束和探针光束的强度相等,即β=1,系统的强度增益G=3。图4中的黑色曲线、红色曲线、绿色曲线和蓝色曲线分别是传输效率η=1、η=0.95、η=0.90和η=0.85时系统的强度差压缩随系统相位θ的变化曲线。由图4可得,不同损耗情况下,系统相位θ=0时压缩最大,θ=π时反压缩达到最大。此外,我们可以发现相同相位θ时,损耗越大,强度差压缩越小,不同损耗情况下的强度差压缩最大值对应的相位相同,且由于损耗对压缩更敏感,所以在最佳压缩角(θ=0)时,损耗对压缩的影响更大,而反压缩角时(θ=π),由于不存在压缩,故损耗影响较小。


本文编号：3408976