【摘要】：量子糾纏是一種物理現(xiàn)象,是量子物理比較明顯的特征之一,當(dāng)一對(duì)或一組粒子產(chǎn)生或相互作用時(shí),每個(gè)粒子的量子狀態(tài)不能獨(dú)立于其他狀態(tài)的描述,量子態(tài)必須被描述為整個(gè)系統(tǒng)。目前,糾纏態(tài)的制備以及糾纏態(tài)在各方面的應(yīng)用已經(jīng)吸引了人們的興趣并引起了廣泛的關(guān)注�；诂F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件和技術(shù),人們探討的主要課題就是如何制備抗干擾能力強(qiáng)且穩(wěn)定的糾纏源。事實(shí)上,不同的物理系統(tǒng)通常具有不同的共振頻率,這就要求與之發(fā)生相互作用的多組份糾纏光場(chǎng)需具有與之匹配的共振頻率,從而實(shí)現(xiàn)高效的量子信息處理。光力學(xué)系統(tǒng),作為實(shí)現(xiàn)這類(lèi)過(guò)程的有效平臺(tái)之一,其突出優(yōu)勢(shì)在于其可以利用力學(xué)振子將不同的子系統(tǒng)糾纏起來(lái)。光力學(xué)研究光學(xué)微腔內(nèi)光場(chǎng)與機(jī)械振子的相互作用,最近幾年,對(duì)腔光力學(xué)的研究日益廣泛。這里,我們重點(diǎn)研究并提出一種新的理論方案用來(lái)加強(qiáng)光學(xué)模之間的相互作用,從而提高糾纏度。此外,我們還研究了另一種產(chǎn)生量子糾纏態(tài)的方法即四波混頻過(guò)程,基于對(duì)相位敏感的級(jí)聯(lián)四波混頻系統(tǒng),著重討論了泵浦的相對(duì)相位對(duì)產(chǎn)生光束糾纏的操控情況,這在量子操控方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。本論文的主要工作安排如下:(1)第一章中引入了量子光學(xué)的概念,光力學(xué)是量子光學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)比較活躍的研究?jī)?nèi)容,腔光力學(xué)研究的是光學(xué)微腔內(nèi)光場(chǎng)與機(jī)械振子的相互作用,然后介紹了光學(xué)微腔的概念。接著介紹腔光機(jī)械系統(tǒng)的研究應(yīng)用以及兩種經(jīng)典的腔光機(jī)械系統(tǒng),并且給出了光力學(xué)系統(tǒng)的基本理論與糾纏判據(jù)。(2)第二章我們提出了通過(guò)在光力學(xué)腔中加入簡(jiǎn)并光學(xué)參量放大器(DOPA)來(lái)有效提高兩光場(chǎng)糾纏度的理論方案。用紅藍(lán)失諧泵浦光分別泵浦光力學(xué)腔的兩個(gè)腔模,當(dāng)失諧量等于力學(xué)振子的頻率,且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于腔場(chǎng)衰減率時(shí),兩腔模便通過(guò)力學(xué)振子作為中介糾纏起來(lái)。DOPA同時(shí)對(duì)腔內(nèi)的兩個(gè)腔模進(jìn)行壓縮(分別為振幅壓縮和相位壓縮)。最后利用對(duì)數(shù)負(fù)定性來(lái)量化糾纏,結(jié)果表明該壓縮效應(yīng)能夠顯著提高兩腔模的糾纏度,在低溫環(huán)境下糾纏的提高更為顯著。(3)第三章介紹了四波混頻的概念,接著以相位敏感的級(jí)聯(lián)四波混頻系統(tǒng)為研究模型,通過(guò)系統(tǒng)的哈密頓量,得出各個(gè)場(chǎng)的正交分量起伏方程,利用兩組份糾纏判據(jù)來(lái)判定產(chǎn)生光束的糾纏特性,并且深入探討了泵浦相位對(duì)糾纏的操控情況。(4)第四章是全文總結(jié)與展望,對(duì)本論文的全部工作進(jìn)行具體的總結(jié),并提出下一步的計(jì)劃。
【圖文】：

法布里—珀羅光學(xué)腔示意圖

薄膜腔光機(jī)械系統(tǒng)示意圖
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：O431.2

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本文編號(hào)：2659448