弱測量作為間接測量之一,因其所得的觀察量的弱值遠(yuǎn)大于系統(tǒng)觀察量的本征值,近年來被廣泛應(yīng)用到不同領(lǐng)域來觀測微小測量效果,比如光學(xué)精密測量和引力波探測領(lǐng)域。然而對任意微小測量效果的測量都不可避免地存在一定的噪聲,因此如何有效抑制環(huán)境噪聲對測量體系的影響,提高或者改善測量信噪比和探測極限,一直是備受研究者關(guān)注的課題。顯然,要想通過抑制噪聲來改善測量,就必須清楚系統(tǒng)中影響測量的有哪些噪聲。就光學(xué)弱測量系統(tǒng)而言,目前研究者們已普遍認(rèn)可光量子散粒噪聲是影響測量的主導(dǎo)噪聲。但是系統(tǒng)的另一種基本噪聲,即頻率噪聲,對微弱物理量測量的影響關(guān)鍵與否還尚不明確。本文以此為切入點,以MZ干涉儀中鏡子位移測量為研究對象,定量地研究測量系統(tǒng)中各種環(huán)境噪聲對測量信噪比和探測極限的影響,進而說明了頻率噪聲對測量影響的關(guān)鍵性,為進一步改善測量有一定的促進作用。此外,為了更進一步發(fā)展光學(xué)精密測量,本文還定量地研究了當(dāng)MZ干涉儀的兩個輸入端均輸入壓縮態(tài)光場時的測量改善效果。本文的主要內(nèi)容如下:第一章主要介紹本文的研究背景和研究目的。簡單闡述了弱測量在光學(xué)干涉儀中的研究現(xiàn)狀和噪聲環(huán)境下弱測量的研究進展,以及論文框架和主要內(nèi)容等... 

【文章來源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１：?ＭＺ干涉儀中相位測量原理圖

??§３．１測量系統(tǒng)模型及信號得出??考慮如圖３．１所示的系統(tǒng)，對ＭＺ千涉儀中的鏡子位置移動進行測量，??測量原理與§２．４中所述的相似，不同的是引入了電磁場及其場算符，同??時也不考慮輻射壓力作用引起的鏡子移動，從而由輸出端的光子數(shù)統(tǒng)計??信息得到測量信號。我們得到了該測量下對于任意態(tài)光場輸入都適用的??光子數(shù)輸出關(guān)系，因此就可以在同一框架下討論不同量子態(tài)光場輸入時??

對（３．４）式進行傅里葉變換得：ｉ（ｗ）?＝?＃玟⑴，由此可??以看出算符包含電磁場算符４⑷的全部信息。在圖３．１中經(jīng)過第二個??分束器之后輸出端的電磁場場算符滿足關(guān)系：＝?士［Ａ⑴－成，⑴］，??那么輸出端的算符戶Ｍ表達為：??Ｆ（ｕｊ）?＝?－＾［Ｃ＇Ｈ?－?Ｂ＇（ｕｊ）｝?（３．５）??由的定義，同理也可知戶卜）、和旮（〇；）的表達式，由他們的??表達式再結(jié)合（３．５）式，可以得輸出端算符／為：??ｆ?＝?±（ｃ＇－ｙ）?（３．６）??同理由輸入端電磁場算符間關(guān)系總⑴＝￥［爲(wèi)⑴－戽⑴］和４⑴＝??￥［島（／）?＋?４（〇］，以及合Ｍ、（？（Ｗ）和的定義式，得Ｓ和可表示為：??Ｌ?＝?－?＆）?６＝＂＾７１（亡＋?在）?（３．７）??其中１｝?＝?？?＋義表示干涉儀亮端輸入的激光脈沖的場算符，包括經(jīng)典部??分ａ和量子部分ｄ。??接下來考慮光束沿ＭＺ干涉儀每條臂傳播的延遲效應(yīng)，其中入射光束??經(jīng)第一個分束器后分成兩束并沿兩條不同的路徑傳播，分別到達反射鏡??后改變方向繼續(xù)傳播

【參考文獻】：
期刊論文
[1]光量子噪聲對激光干涉儀引力波探測器靈敏度的影響[J]. 王運永,錢進,韓森,張齊元.  光學(xué)儀器. 2016(06)



本文編號：3101353