光與原子糾纏源是DLCZ（Duan-Lukin-Cirac-Zoller）量子中繼方案中重要資源,其在糾纏分發(fā)、量子態(tài)存儲(chǔ)以及糾纏純化過(guò)程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。2001年Duan等人提出DLCZ中繼方案,在該方案中提出直接利用拉曼散射過(guò)程中散射光子與自旋波之間的非經(jīng)典關(guān)聯(lián)來(lái)構(gòu)建量子中繼,此后關(guān)于光與原子糾纏源的實(shí)驗(yàn)研究引起了人們廣泛的關(guān)注,并隨后取得了許多重要的成果。在DLCZ協(xié)議中,利用自發(fā)拉曼散射過(guò)程直接在冷原子系綜產(chǎn)生光與原子糾纏源,實(shí)現(xiàn)糾纏的存儲(chǔ)過(guò)程,我們稱(chēng)之為“寫(xiě)”過(guò)程;隨后再通過(guò)讀取存儲(chǔ)在原子系綜的自旋波并將其轉(zhuǎn)化為單光子讀出,實(shí)現(xiàn)兩個(gè)光子之間的糾纏,我們稱(chēng)之為“讀”過(guò)程。在寫(xiě)過(guò)程中建立了原子系綜與光子之間的糾纏,產(chǎn)生的糾纏單光子被用于糾纏交換聯(lián)結(jié)兩個(gè)分離的節(jié)點(diǎn),而存儲(chǔ)在原子系綜的自旋波則以備將來(lái)讀取待用。所以糾纏源作為量子中繼的核心元件,它的品質(zhì)至關(guān)重要。本文利用自發(fā)拉曼散射過(guò)程在冷原子系綜中產(chǎn)生光與原子糾纏源,研究了反斯托克斯光子讀出效率與冷原子系綜的光學(xué)厚度OD以及讀光功率的變化關(guān)系。隨后我們又研究了光—原子糾纏質(zhì)量與anti-Stokes光子讀出效率的關(guān)系,并測(cè)量... 

【文章來(lái)源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

量子中繼方案示意圖

由于受到磁場(chǎng)的影響，原子發(fā)生塞曼能級(jí)分裂，強(qiáng)度的增加也相應(yīng)的增大，所以原子距離中心處越遠(yuǎn)，能級(jí)束縛力也就伴隨著越強(qiáng)。面所采用的俘獲原子的磁光阱技術(shù)中所用的中性原子為銣原中的基態(tài)與激發(fā)態(tài)來(lái)說(shuō)明冷原子俘獲過(guò)程，在這里的基態(tài)與 J=0 與 J=1。在磁場(chǎng)的作用下，銣原子發(fā)生塞曼能級(jí)分裂，激三個(gè) Zeeman 子能級(jí)，三個(gè)子能級(jí)分別對(duì)用與不同的磁量子： 1, 0, 1j j jm m m 。對(duì)于不同的磁量子數(shù) ，其能級(jí)分裂J B J E ω g μ m B 為磁場(chǎng)強(qiáng)度，并伴隨著原子與磁阱中心距離的增加磁場(chǎng)強(qiáng)度 則分別為朗德因子和波爾磁子。磁場(chǎng)的方向在磁阱中心兩側(cè)在磁阱中心兩側(cè)的銣原子，它們激發(fā)態(tài)的三個(gè)子能級(jí)在兩邊具體的示意圖如下：

指向中心處的輻射壓力。相反原子脫離中心并向 Z 軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)時(shí)，它依照與 Z 軸正向傳播的 圓偏光發(fā)生作用，躍遷至 1J M 的子能級(jí)，故而受到處的輻射力。具體原子在磁光阱 MOT 中所受輻射壓力大小為： 2 σ σMOT scatt a scatt aσ σσ scatt a σscatt aMOT scatt a scatt aa aMOTF F ν kν ω βz F ν kν ω βzF ν ω F ν ωF F ν ω kν βz F ν ω kν βzν ω ν ωFF kν βz 由公式(1.2)可以看出，處于磁光阱中心附近的原子，將會(huì)受到推向中心的，同時(shí)也會(huì)在與光子的作用過(guò)程中速度降低，最終實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)久穩(wěn)定的俘獲，實(shí)現(xiàn)光與原子糾纏源提供了良好的實(shí)驗(yàn)載體。.2 DLCZ 方案DLCZ 量子中繼方案主要是利用原子系綜作為存儲(chǔ)介質(zhì)，利用原子系綜的集強(qiáng)效應(yīng)與線性光學(xué)的特點(diǎn)打造的實(shí)用性量子中繼方案[30]。具體 DLCZ 所采能級(jí)構(gòu)造如圖 1.3 所示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]讀出效率對(duì)光與原子糾纏產(chǎn)生的影響[J]. 王圣智,溫亞飛,張常睿,王登新,徐忠孝,李淑靜,王海.  物理學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]讀光強(qiáng)度對(duì)光與原子糾纏源讀出效率及糾纏質(zhì)量的影響[J]. 張常睿,王圣智,徐忠孝,李淑靜,王海.  量子光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]自發(fā)Raman散射過(guò)程中寫(xiě)激發(fā)率對(duì)光與原子糾纏源質(zhì)量的影響[J]. 張浩毅,溫亞飛,周湃,袁亮,徐忠孝,李淑靜,王海.  量子光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[4]冷原子系綜中量子關(guān)聯(lián)光子對(duì)的產(chǎn)生[J]. 原浩翔,葛偉,田龍,李淑靜,徐忠孝,王海.  量子光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)

博士論文
[1]空間倍增量子界面的實(shí)驗(yàn)與理論研究[D]. 田龍.山西大學(xué) 2017



本文編號(hào)：2953042