马赫—曾德尔干涉仪测量精度的理论研究

发布时间：2017-11-27 19:29

  本文关键词：马赫—曾德尔干涉仪测量精度的理论研究

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【摘要】：寻找更高精度的位相测量是一个永远不会停止的研究问题。作为一种典型的干涉仪,马赫-曾德尔(Mach-Zehnder, MZ)干涉仪在探索提高位相测量精度的研究中起了重要作用。大幅提高测量精度不只是一个科学问题,还具有重要的实际意义。因此,如何提高测量精度是目前量子干涉仪研究中的一个重要问题。本文基于MZ干涉仪及其Fisher信息,就一种与待测位相值无关的高精度测量方法进行了相关的研究探索。寻求不依赖于待测位相的位相测量方法是当前的一个研究热点。由于通常的测量方法其精度与待测位相值存在依赖关系,这就造成具体测量过程中不得不对偏离最佳测量位相值的测量值进行位相补偿,以求得到高的分辩率。本文中,主要对常用测量方法所得的位相与测量精度的关系进行了分析,特别研究了导致精度出现偏差的原因。首先,简单介绍一些本文所涉及的概念和背景知识,主要是MZ干涉仪的基本工作原理以及一些相关的知识,特别是对Fisher信息的研究分析。其次,对依赖于待测位相值的精确度进行了理论分析,为寻找与待测位相值无关的高精度测量方法进行了一些理论准备。对输入态为相干态和真空态的马赫-曾德尔干涉仪的位相测量进行了理论研究。通过分析粒子数差的测量结果,验证该测量方法所测得的位相值精度依赖于待测位相。通过对产生该误差的原因进行理论分析,我们发现待测位相与测量结果之间的函数关系f-1的非线性导致位相的估计出现偏差。最后,针对找到的原因尝试新的与待测位相无关的测量方法,并给出测量结果。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH744.3

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本文编号：1232937