连续变量高阶模非经典光场的实验研究

发布时间：2021-04-26 19:08

　　非经典光场,尤其是压缩光与纠缠光,是量子信息处理中重要的资源,其产生、传输、控制和测量在量子通信和量子计量的发展中扮演着重要的角色。目前大部分研究集中在基模非经典光场。高阶模的空间分布比基模更复杂,同时不同模式的特点及其正交特性,为量子信息处理、精密测量物理提供更多的选择与应用领域。例如,利用高阶模压缩光可以对空间转角、光束小位移等物理量进行精密测量,以及在超分辨量子成像中提高信噪比。此外,高阶模相比基模,可应用于多通道量子计算以及量子超密集编码等领域,提高信道容量。除了空间模这一自由度,人们还关注偏振、频率等其他自由度,高维纠缠的研究应运而生。高维纠缠提供了比普通二维纠缠态更高的信息密度及安全性,使其在量子通讯中具有更为突出的优势。在高的噪声环境或窃听者已经掌控随机数产生装置等情况下,高维纠缠可以完成普通纠缠无法胜任的工作,高维纠缠相比普通纠缠可以极大地降低被成功克隆的概率,并且系统的维度越高,被成功克隆的概率越低。再则,高维纠缠可以优化量子计算系统,加速量子计算执行过程。因此,开展连续变量高阶模压缩光与纠缠光理论和实验研究,对量子物理、量子信息研究都有重要的科学意义和重要的应用前景... 

【文章来源】：山西大学山西省

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 压缩态与纠缠态光场
    1.3 高阶模压缩态光场
    1.4 压缩态光场的研究进展
    1.5 本文的主要工作
    参考文献
第二章 激光的模式
    2.1 引言
    2.2 厄米高斯模（Hermite-Gaussian,HG）
    2.3 拉盖尔高斯模（Laguerre-Gauss,LG）
    2.4 高阶模式的产生
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 基模压缩态光场的产生与测量
    3.1 引言
    3.2 光学参量过程制备压缩态光场
    3.3 锁定技术
        3.3.1 锁腔技术
        3.3.2 锁相技术
    3.4 压缩态光场的探测
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 长时间稳定纠缠源的制备
    4.1 引言
    4.2 纠缠与晶体温度波动的关系
    4.3 实验装置
        4.3.1 温度反馈回路
        4.3.2 误差信号的提取
    4.4 实验结果
        4.4.1 温度反馈回路的锁定
        4.4.2 本地光与信号光之间相位的锁定
        4.4.3 长时间稳定纠缠的实现
        4.4.4 讨论与分析
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 连续变量高阶模压缩态光场
    5.1 引言
    5.2 光束整形系统
        5.2.1 空间光调制器
        5.2.2 Gerchberg-Saxten（GS）算法
        5.2.3 光束整形系统原理
    5.3 数值模拟分析
    5.4 高阶模压缩态光场的实验研究
        5.4.1 实验装置
        5.4.2 实验结果与分析
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 连续变量高维纠缠
    6.1 引言
    6.2 NOPA过程中的高维纠缠
    6.3 双频本地光的构造
    6.4 基于光学频率梳的边带纠缠
        6.4.1 实验装置
        6.4.2 实验结果
    6.5 三维量子纠缠的制备
        6.5.1 实验装置
        6.5.2 实验结果
    6.6 本章小结
    参考文献
全文总结
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式


【参考文献】：
期刊论文
[1]Generation of a continuous-variable quadripartite cluster state multiplexed in the spatial domain[J]. CHUNXIAO CAI,LONG MA,JUAN LI,HUI GUO,KUI LIU,HENGXIN SUN,RONGGUO YANG,JIANGRUI GAO.  Photonics Research. 2018(05)
[2]超短脉冲激光器及其应用[J]. 王玉英.  光机电信息. 2006(03)

博士论文
[1]连续变量空间多模纠缠[D]. 蔡春晓.山西大学 2018
[2]连续变量量子纠缠的产生和条件克隆[D]. 刘奎.山西大学 2012



本文编号：3161955