基于级联四波混频过程制备多光束纠缠态

发布时间：2023-04-09 21:44

　　量子力学中最重要和不可思议的概念之一是量子纠缠。对量子纠缠的基础性质的详细研究是非常必要的,是人们更好地理解这种概念并实现基于它的各种应用的必要条件。因此本文主要围绕量子纠缠进行以下四项工作:1.我们首次在实验上实现级联四波混频系统产生的三光束纠缠。我们用强功率的高斯激光束作为泵浦,入射到级联的铷原子系综,在其中发生四波混频反应,产生三光束高斯态。为了在实验上研究其纠缠性质,我们用平衡零拍探测测量光场的振幅和相位正交分量,并构造协方差矩阵(CM),进而用Positivity under Partial Transposition(PPT)判据详细分析了光场的纠缠性质。2.我们用空间光调制器将一束高斯光转换为拉盖尔-高斯(LG)光;这种LG光中具有光的轨道角动量(OAM),我们利用这种LG光做探针光注入级联四波混频过程中制备出OAM复用的三光束纠缠态。实验证明,每一束光通道中最多存在9组三光束纠缠态以及20组两光束纠缠态。3.为进一步拓展研究多光束纠缠态的性质,我们使用对称级联结构的四波混频过程制备出了四光束纠缠态。我们在实验上用平衡零拍探测测量光场振幅和相位正交分量,并构造CM,进而详...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
2 基本概念和方法
    2.1 光场量子态
        2.1.1 态的正交分量
        2.1.2 光子数(Fock)态
        2.1.3 相干态
        2.1.4 压缩态
    2.2 量子关联与量子纠缠
        2.2.1 量子关联及高斯态下的关联表述
        2.2.2 不可分离纠缠判据
        2.2.3 EPR佯谬及EPR纠缠
        2.2.4 两体纠缠和多体纠缠
        2.2.5 PPT纠缠判据
    2.3 量子导引
        2.3.1 量子导引概念
        2.3.2 高斯态量子导引的量化
    2.4 光学轨道角动量
    2.5 量子光学实验测量技术
        2.5.1 直接强度探测
        2.5.2 平衡零拍探测
    2.6 本章小结
3 基于铷原子系综非对称级联四波混频过程制备三光束纠缠态
    3.1 研究背景
    3.2 理论模型
    3.3 实验装置
        3.3.1 激光系统
        3.3.2 铷原子池
        3.3.3 四波混频相位匹配
        3.3.4 探测系统
    3.4 实验装置搭建和优化调节
    3.5 实验结果
    3.6 本章小结
4 基于铷原子系综非对称级联四波混频过程利用光学轨道角动量复用制备三光束纠缠态
    4.1 研究背景
    4.2 理论模型
    4.3 实验装置
        4.3.1 利用空间光调制器产生拉盖尔-高斯光束
        4.3.2 实验光路搭建
    4.4 实验结果
    4.5 本章小结
5 基于铷原子系综对称级联四波混频过程制备四光束纠缠态
    5.1 研究背景
    5.2 理论模型
    5.3 实验装置
    5.4 实验结果
    5.5 本章小结
6 基于铷原子系综对称级联四波混频过程实现四光束EPR导引
    6.1 研究背景
    6.2 理论模型
    6.3 实验装置
    6.4 实验结果
    6.5 本章小结
7 总结与展望
参考文献
作者简历
博士研究生期间发表论文
致谢



本文编号：3787786