连续变量三组份纠缠光场与亚泊松光场制备的理论与实验研究

论文摘要

在量子光学的研究领域,非经典光场的产生及应用是一个国际前沿的研究课题。到目前为止,人们已分别从理论与实验两个方面研究了包括纠缠光场在内的各种类型的非经典光。例如:1、正交分量压缩光;2、孪生光子对;3、亚泊松光场或强度压缩光。实际上,连续变量纠缠与压缩是直接相关的。运转于阈值以下的OPO输出的信号光与闲置光具有EPR量子关联,而它们的45°方向上的偏振耦合模是压缩态。 非经典光场在量子测量和量子通讯中发挥着重要的作用,广泛地应用在亚散粒噪声的精密光学测量、量子非破坏测量、量子离物传态、量子密集编码、量子密码术等方面。为了建立量子通讯网络,有必要开展多组份纠缠的研究,利用多组份纠缠可以实现量子离物传态网络、远程克隆、可控密集编码等等。 本文主要介绍利用孪生光束制备亚泊松光场的实验研究以及利用级联非线性过程产生连续变量三组份纠缠光场的理论研究。主要内容如下: 1、在理论上阐述了运转于阈值以上的双共振非简并光学参量振荡器(NOPO)的工作原理,分析了产生的非经典光场—孪生光束的量子噪声与NOPO腔参数的关系。 2、介绍了利用孪生光束制备亚泊松光场的实验原理、实验装置,并给出实验结果与分析。 3、提出了利用级联非线性过程产生连续变量三组份纠缠光场的方案,利用三组份纠缠态不可分判据在理论上得到证明,并且讨论了纠缠

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 非经典光场
• 1.2.1 光场压缩态
• 1.2.2 压缩光场产生的背景介绍
• 1.2.3 量子纠缠
• 1.3 本文的主要工作
• 参考文献
• 第二章 光学参量振荡器及其孪生光束产生的理论分析
• 2.1 引言
• 2.2 NOPO内腔模的半经典运动方程及稳态解
• 2.3 孪生光束的噪声分析
• 2.4 孪生光束强度差压缩的探测
• 2.5 本章小结
• 参考文献
• 第三章 利用孪生光束产生亚泊松光场的实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 利用孪生光束产生亚泊松光场的理论分析
• 3.3 实验方案与实验结果
• 3.3.1 孪生光束的产生
• 3.3.2 亚泊松态的制备实验
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 利用级联非线性过程产生连续变量三组份纠缠光场
• 4.1 引言
• 4.2 OPO级联非线性过程产生三组份纠缠态的理论
• 4.2.1 朗之万运动方程及输出场的解
• 4.2.2 正交分量的量子关联
• 4.2.3 纠缠光场的判定
• 4.2.4 实验的可行性分析
• 4.3 产生三组份纠缠的其他方案
• 4.3.1 利用单模压缩态与分束器的方案
• 4.3.2 双模压缩态经过分束器线性变换的方案
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 硕士期间发表的文章
• 致谢
• 承诺书