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不同光场二阶相干度的实验研究

量子光学学报 2014年第1期20卷 1-7页

作者：刁文婷何军刘贝王杰英王军民量子光学与光量子器件国家重点实验室(山西大学) 山西大学光电研究所山西太原030006

基于Hanbury Brown-Twiss(HBT)实验,我们借助于两个单光子计数模块,一个50/50分束器和一个快速计数卡(FastCom-P7888)研究了不同光场的二阶相干度。我们首先制备了脉冲相干光,连续相干光以及单原子发出的单光子源,并测量这几种不同光场... 详细信息

基于Hanbury Brown-Twiss(HBT)实验,我们借助于两个单光子计数模块,一个50/50分束器和一个快速计数卡(FastCom-P7888)研究了不同光场的二阶相干度。我们首先制备了脉冲相干光,连续相干光以及单原子发出的单光子源,并测量这几种不同光场的二阶相干度g(2)(τ)。我们通过测量俘获在磁光阱(MOT)和远失谐偶极阱(FORT)中的单原子在近共振连续激光激发下所辐射的荧光的二阶相干度,分别得到了g(2)(τ=0)=0.08和g(2)(τ=0)=0.09,借助于实验中产生的脉冲光与单原子,接下来我们将进行触发式单光子源的实验研究。

关键词：二阶相干度脉冲相干光单原子光学偶极力阱

混沌光场的二阶相干度分析与测量及相空间重构

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混沌光场的二阶相干度分析与测量及相空间重构

作者：彭春生太原理工大学

学位级别：硕士

半导体激光器因其具有体积小、重量轻、使用寿命长、波长范围宽、制作成本低易于集成并且可以直接进行电流调制等优势使其具有广泛应用,同时随着制作技术的发展,半导体激光器种类已经超过几百种,目前半导体激光器的应用已经扩展到了整... 详细信息

半导体激光器因其具有体积小、重量轻、使用寿命长、波长范围宽、制作成本低易于集成并且可以直接进行电流调制等优势使其具有广泛应用,同时随着制作技术的发展,半导体激光器种类已经超过几百种,目前半导体激光器的应用已经扩展到了整个光电子学领域,利用半导体激光器经过光反馈形成的混沌激光与传统激光相比有具有类噪声、对初值敏感、内在随机性、相关时间短、复杂度大等方面的特性现已经被人们引入混沌保密通信,混沌密钥分发,物理随机数生成,混沌激光传感和生物激发信息处理等领域,对于半导体激光器产生混沌激光的特性研究也越来越受到人们关注。在混沌光源质量评价方面,人们通常借助于李雅普诺夫指数,测度熵值,自相关函数等表征混沌强弱,但是这些度量方法主要利用宏观强度起伏来研究混沌光场的动力学特性。混沌激光源这种非线性系统如何去根据其光子统计特性并探究系统所蕴含的物理机理就变得越来越重要。强度统计和时序自相关方程能够用来确定混沌过程,但是与实验结果存在明显差异,同时由于光子数分布和光子相干性对混沌激光的控制参数更加敏感,就为研究和应用混沌激光提供了一条途径。对于混沌光场二阶相干度的研究能够让我们从光子统计的角度了解混沌激光的辐射统计特性与强度随机起伏,并探究光子群聚效应与高阶相干度所带来的混沌激光应用。因此本文主要从混沌激光的统计特性角度出发,从理论和实验上得到混沌光场的光子统计和相干性质,并分析其随着外加电流和反馈强度的变化关系。之后利用时间相关分析方法测量混沌光场的二阶相干度,探究提高二阶相干度的测量精度方法,得到理论上的误差可以随着卷积的增加而无限减小,在实验参数条件下,得到的结果在理论上相对误差在延迟时间不超过40ns,相对误差小于0.25%,上述精度表明该方法能够在一定程度上降低对探测器死时间和效率的要求。相空间Wigner函数是描述光场分布极其重要的准概率分布函数,它包含了量子态在整个相空间演化过程中的全部信息。借助对混沌光场Wigner函数的研究,有助于从直观上了解混沌光场在相空间中的演化,了解混沌光场相空间的特性,有助于利用多维混沌光场进行密钥分发方面提供依据及判别应用混沌光场非经典性。本文主要工作如下:基于HBT实验,从理论Lang-Kobayashi(LK)方程出发控制不同的混沌激光控制参数,得到不同混沌激光状态下光场的二阶相干度在零延迟处变化规律,同时随着光场状态变化得到混沌光场微观光子统计分布的变化规律并且在实验中得到与理论吻合的结果。通过光子计数得到的零延迟时的混沌光场二阶相干度,并没有充分反映混沌光场随延迟时间变化规律,如何计量二阶相干度在延迟时间内变化及探究其所蕴含的物理机制,就成为有待解决的问题。我们从理论出发提出通过时间相关计数方法,得到光场二阶相干度随延迟时间变化的高阶形式,此方法可为精确探测混沌光场的二阶相干度随延迟时间的变化奠定基础。并在实验上进行了验证。混沌光场的相空间如何演化,如何实现对光场相空间函数的重构,针对上述问题本文给出了具体的实验方案,并进行了初步的理论分析,给出了基于实验条件的理论分析结果。

关键词：混沌激光二阶相干度单光子计数光反馈半导体激光器

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腔场的二阶相干度与腔膜竞争现象

量子电子学 1988年第3期 208-212页

作者：刘正东江西师范大学物理系

本文研究了“A”结构三能级原子受激辐射的二阶关联函数所反映的光场统计性质,讨论了腔场的二阶相干度与模式竞争的关系。

关键词：腔场模式竞争藕合二阶相干度反聚束效应光子数二阶关联函数

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周期性函数光场二阶相干度的测量

量子电子学报 1988年第2期 187-187页

作者：张复才姚焜郭光灿中国科学技术大学物理系

从光场二阶相干度的定义 g~((2))(2)=/~2中不难看出,周期性函数光场的二阶相干度仍:是周期性函数,并且两者的局期相同。例如,正弦函数光场I(t)=Isin~ωt的二阶相干度为g~((2))(2)=1/2+cos~2ωz。许多散射光场如由人体脉搏散射的光场是... 详细信息

从光场二阶相干度的定义 g~((2))(2)=/~2中不难看出,周期性函数光场的二阶相干度仍:是周期性函数,并且两者的局期相同。例如,正弦函数光场I(t)=Isin~ωt的二阶相干度为g~((2))(2)=1/2+cos~2ωz。许多散射光场如由人体脉搏散射的光场是周期性函数,所以周期性函数光场二阶相干度的测量具有重大的实际意义。我们用自己研制的软件数字相关器模拟测量了具有不同周期的正弦函数光场的二阶相干度,结果与理论相符。

关键词：光场量子光学二阶相干度正弦函数周期性

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初态对光波导阵列中连续量子行走影响的研究

物理学报 2013年第9期62卷 43-48页

作者：任春年史鹏刘凯李文东赵洁顾永建中国海洋大学信息科学与工程学院青岛266100 青岛科技大学信息科学与技术学院青岛266046

本文使用近邻耦合模型得到的解析解,分析了周期性波导中输入态对量子行走的粒子数的概率分布函数和二阶相干性的影响.结果表明:输入态的对称性质对量子行走过程的二阶相干度有影响,而对粒子数的概率分布函数影响不大.

关键词：周期性光波导阵列量子行走二阶相干度纠缠态

二项-负二项组合光场态的光子统计性质及其在量子扩散通道中的生成

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物理学报 2015年第8期64卷 49-55页

作者：范洪义吴泽宁波大学物理系宁波315211 中国科学技术大学材料科学与工程系合肥230026 中国科学技术大学近代物理系合肥230026

在组合二项-负二项分布的基础上，提出了二项一负二项组合光场态，这种态能在F0ck态历经量子扩散通道的过程中实现．导出了此光场的二阶相干度公式．g^（2）（t）=2-m^2＋m/（m＋kt）^2发现随着时间的推移光场从非经典Fock态变为经典态... 详细信息

在组合二项-负二项分布的基础上，提出了二项一负二项组合光场态，这种态能在F0ck态历经量子扩散通道的过程中实现．导出了此光场的二阶相干度公式．g^（2）（t）=2-m^2＋m/（m＋kt）^2发现随着时间的推移光场从非经典Fock态变为经典态，光子数m经扩散通道后变成了m＋疵，毒是扩散常数，相应的光子统计从亚泊松分布历经泊松分布再变成混沌光；初始Fock态的光子数越多，则扩散所需的时间越长．

关键词：二项-负二项组合光场态二阶相干度亚泊松分布泊松分布

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囚禁离子与单模场的相互作用

物理学报 2005年第3期54卷 1156-1161页

作者：曲照军柳盛典杨传路烟台师范学院物理系烟台264000

研究了囚禁离子与单模量子辐射场构成的相互作用系统在载波激发 (ωL =ω0 )、红激发 [ωL =ω0 -jν(j=1,2 ,3) ]和蓝激发 [ωL =ω0 +jν(j=1,2 ,3) ]情形下的统计性质 .讨论了系统的态函数随时间的演化关系、光子态和声子态交换的条... 详细信息

研究了囚禁离子与单模量子辐射场构成的相互作用系统在载波激发 (ωL =ω0 )、红激发 [ωL =ω0 -jν(j=1,2 ,3) ]和蓝激发 [ωL =ω0 +jν(j=1,2 ,3) ]情形下的统计性质 .讨论了系统的态函数随时间的演化关系、光子态和声子态交换的条件及相应的离子布居数 ,得到了光子数和声子数的平均值及其方差、光子场和声子场的二阶相干度等量值 .

关键词：囚禁离子声子场光子数布居数二阶相干度态函数相互作用系统单模模场载波

弱抽运下光学参量过程中压缩真空场的光子统计性质

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物理学报 2010年第9期59卷 6231-6236页

作者：赵冬梅李志刚郭龑强李刚王军民张天才量子光学与光量子器件国家重点实验室山西大学光电研究所太原030006

在理论和实验上研究了光学参量振荡中产生的弱压缩真空场的光子统计行为.弱压缩真空具有强烈的光子聚束效应,这种比热光场更强的聚束效应在量子光学和量子测量中具有重要的应用.利用远离阈值的光学参量振荡(optical parametric oscillat... 详细信息

在理论和实验上研究了光学参量振荡中产生的弱压缩真空场的光子统计行为.弱压缩真空具有强烈的光子聚束效应,这种比热光场更强的聚束效应在量子光学和量子测量中具有重要的应用.利用远离阈值的光学参量振荡(optical parametric oscillator,OPO)过程,在实验上产生了该弱压缩真空输出,运转波长在铯原子线附近.通过Hanbury-Brown-Twiss(HBT)测量了OPO输出光场的二阶关联函数,实验结果与理论分析基本一致.

关键词：压缩真空态二阶相干度光学参量振荡

精确求解与Λ型原子作用二项式光场的量子特性

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光学学报 2017年第2期37卷 256-264页

作者：丛红璐任学藻北京交通大学海滨学院河北黄骅061199 西南科技大学理学院四川绵阳621010

在非旋波近似下,对二项式光场与Λ型三能级原子相互作用的量子特性进行了精确求解。讨论了二项式光场系数以及初始时刻原子能级的叠加对二阶相干度和光场压缩特性的影响。数值计算的结果表明,随着光场系数的增大,反聚束效应持续时间逐... 详细信息

在非旋波近似下,对二项式光场与Λ型三能级原子相互作用的量子特性进行了精确求解。讨论了二项式光场系数以及初始时刻原子能级的叠加对二阶相干度和光场压缩特性的影响。数值计算的结果表明,随着光场系数的增大,反聚束效应持续时间逐渐增大,初始时刻原子能级的叠加导致光场聚束效应持续时间增大。无论初始时刻原子能级是否叠加,随着光场系数的增大,光场压缩效应持续时间均先增大后减小。由于非旋波项产生的虚光子效应,二阶相干度和光场压缩效应演化曲线出现小锯齿状振荡。

关键词：量子光学 A型三能级原子非旋波近似二阶相干度光场压缩效应