基于热Rb原子系统频率简并双模压缩光的制备与应用

发布时间：2024-05-15 21:15

　　量子力学和精密测量的结合(量子度量学)是近些年迅速发展的新兴研究领域,一方面,量子力学的各种神奇特性会致使我们的测量结果存在不确定性,并限定出位相测量的标准量子极限,然而,另一方面量子力学同时为我们针对这一问题提供了解决方法,例如可以突破经典关联的量子纠缠态。我们可以通过让纠缠态彼此发生量子干涉的方法来消除量子关联噪声,同时提升我们对物理量测量的信噪比。在我们的研究论文当中,我们描述了基于原子四波混频的简并纠缠光源的制备过程,同时详细阐述了利用量子纠缠光源组合成SU(1,1)量子干涉仪来消除量子关联噪声的方案。我们首先通过利用⁸⁵Rb原子参量放大制备频率非简并双模压缩光场的机制,将入射信号光场分成两束量子关联的孪生光束,之后再用第二个参量放大器将关联光束合束完成新型的非线性SU(1,1)量子干涉仪。不同与经典的线性干涉仪,例如马赫曾德干涉仪,SU(1,1)干涉仪可以通过对纠缠光源进行量子干涉操作从而消去光场的散粒噪声,并通过参量放大过程放大干涉仪中的位相信号,即通过运用此量子干涉仪我们可以放大相位信号但是不放大量子噪声噪声的方式来提升干涉仪信噪比,我们通过在实验中...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.2：光子Fock态的相图表示，其中光子数已经可以由Fock态得到，

各个Fock态之间如同梯子般升降意义我们可以看出上述算符被称符，我们还可以得到数态和初有趣的特性是光子的数态可以做算看出来：限制，光子数极端精确的代价其实

图2.3：相干态的相图表示(a)相干态可以表示为表示一个长

该平移算符对湮灭，产生和正交分量作用后的结果为：(2.38)图2.3：相干态的相图表示(a)相干态可以表示为表示一个长度为，与X坐标轴相差角度为的箭头，而相干态的不确定关系则可以由以箭头顶点为圆心的圆表示，并且圆的直径对应于正交分量的涨落噪声，并且可以由此发现....

图2.5所示由于两正交分量的分布不再相等，而是一种近似椭圆的涨落分布，并且其椭圆长轴和短轴的大小随着压缩程度

令初始相位角：(2.40)而压缩光的涨落部分经过压缩算符操作后则会变为：(2.41)由此，我们可以得知在的时候对应的是强度压缩，在强度分量上有小于相干态的涨落，我们称之为压缩态，对应相反的涨落被放大的位置我们称之为反压缩当的时候，我们看到相位正交分量被压缩此时我们称之为相....

图2.6压缩态在相图中的表示(a)强度压缩光(b)相位压缩光(c)真空压缩光，

华东师范大学硕士学位论文所以在做强度信号探测的时候有更高的信噪比，并且信号也更容易被探测器高精度探测而相对应的相位压缩光则更适用于提升干涉仪等需要光学相位测量的仪器当中，因为在这些测量中，强度涨落信号会被干涉作用抵消掉，而其中相位调制带来的随机抖动会在激光干涉仪输出端转化为强度....

本文编号：3974225