量子干涉在量子信息學中有重要應用,它是量子操控的基礎技術(shù)。量子光學中的單光子干涉、雙光子干涉還有多光子干涉在量子力學的基礎研究中具有重要作用,而且奠定了利用光子系統(tǒng)進行量子信息處理的基礎。本文首先介紹了量子信息學和量子干涉的相關(guān)背景知識。量子信息學是將量子光學和信息科學結(jié)合起來的一門新興學科,它主要的研究對象是信息的處理和傳輸。機械波如水波、聲波等的干涉現(xiàn)象很早以前就被觀察到了,后來又相繼發(fā)現(xiàn)了如光波、微波等電磁波的干涉效應,因而干涉在物理學中是一種常見的物理現(xiàn)象。第二章主要介紹了實驗中經(jīng)常使用的光學器件、自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換原理以及運用的實驗技術(shù)。第三章到第五章介紹了我們做的關(guān)于Hong-Ou-Mandel干涉的一些工作。首先,在第三章介紹了雙光子HOM干涉的理論,推導了雙光子干涉的符合概率計算公式,在公式中加入了干涉濾波片函數(shù),得到了理論HOM干涉曲線。然后第四章介紹了我們做的雙光子Hong-OuMandel干涉實驗,我們使用了光纖傳輸參量光,并且干涉光路使用了偏振分束器(PBS)加半波片(HWP)的結(jié)構(gòu)替換了BS實現(xiàn)了雙光子干涉,實驗結(jié)果顯示干涉可見度達到了99%。在此實驗裝置的基礎上,我們系統(tǒng)的探究了干涉濾波片對雙光子干涉的影響,實驗測量了多對不同帶寬的干涉濾波片對實驗結(jié)果的影響,并進行對比。第五章是一個三光子HOM干涉實驗方案,這個方案中使用了三個不同分光比率的分束器和一個相位延遲器,而在實際的實驗方案設計中,我們使用方解石光束位移器(BD)和半波片實現(xiàn)了不同的分光比,并使用了一個相位片對光子相位進行調(diào)節(jié)�；谶@個理論方案,我們推導了這個三光子HOM干涉的關(guān)于相位延遲?和分束器分光比η的符合概率計算公式。
【學位單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：O413;O572.31
【部分圖文】：

圖 1.1 Mach-Zehnder 干涉儀。單光子從 BS 的 a 端口進入，其進入路徑 1 和 2的概率時相同的，在路徑 2 中還有一個相位器，最后兩條路徑在第二個等分光比的 BS 上回合，兩個出口端均有一個單光子探測器。經(jīng)過反射鏡的反射和路徑 2 中的相位移動器的作用后，光子的狀態(tài)變 1 2 1 2 1 0 0 1ie ，在第二個等分光比的 BS 處兩條路徑最終匯合在一起，兩條路波包會在這個 BS 上相干疊加，最后在第二個 BS 的兩個出口處均放置了一個單光子輸出光子進行探測操作，那么最后可以得到的光子的量子態(tài)表示為： 1 2 1 21/ 2 1 0 0 1 1/2 1 1 0 1/2 1 0 1 .i i ia b a be e e ，根據(jù)式(1.2)可以獲得在兩個端口探測到光子的概率為：1(1 cos ),2AP 1(1 cos ).2BP

京郵電大學碩士研究生學位論文 第一章 緒Hong-Ou-Mandel 干涉實驗[26]在現(xiàn)代量子力學和實驗量子光學中是一種非常重要的雙量子干涉現(xiàn)象。在量子信息科學和技術(shù)領域，觀察 HOM 干涉效應是必不可少的，不僅了不同的光子源之間的不可區(qū)分性，也可以利用獨立的單光子制備糾纏態(tài)。當兩個相同子同時到達 BS 并結(jié)合在一起時，HOM 干涉可以被看做是在兩個輸出端口的一個中的兩子的空間聚束效應。兩個輸入的光子在 BS 上完全疊加，會導致 BS 的兩個輸出端口的符測時間的消失。HOM 效應的量子力學解釋依賴于兩個可選的概率振幅的干涉，這兩個可概率振幅來源于 BS 的輸出端口的兩個單光子的符合探測。Hong-Ou-Mandel 干涉的實驗如圖 1.2 所示。

位論文 的得到符合計數(shù)是０的情況，并且兩個光子之間而增大，兩光子符合計數(shù)的公式可以表示如下：2 2(1 ),DcR K e 率， 為兩個光子之間的相對延遲， ω為光子固定時，相對延遲越大符合計數(shù)率也就越大；光感度就越低。二重符合測量，我們可以制備一個雙光子糾纏
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1 李銀海;許昭懷;王雙;許立新;周志遠;史保森;;兩個獨立全光纖多通道光子糾纏源的Hong-Ou-Mandel干涉[J];物理學報;2017年12期

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1 孫濤;Hong-Ou-Mandel干涉與應用研究[D];南京郵電大學;2019年

本文編號：2860995