發(fā)布時間：2021-01-02 08:43

　　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)存儲以及糾纏純化過程中發(fā)揮了至關重要的作用。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程中散射光子與自旋波之間的非經典關聯(lián)來構建量子中繼,此后關于光與原子糾纏源的實驗研究引起了人們廣泛的關注,并隨后取得了許多重要的成果。在DLCZ協(xié)議中,利用自發(fā)拉曼散射過程直接在冷原子系綜產生光與原子糾纏源,實現糾纏的存儲過程,我們稱之為“寫”過程;隨后再通過讀取存儲在原子系綜的自旋波并將其轉化為單光子讀出,實現兩個光子之間的糾纏,我們稱之為“讀”過程。在寫過程中建立了原子系綜與光子之間的糾纏,產生的糾纏單光子被用于糾纏交換聯(lián)結兩個分離的節(jié)點,而存儲在原子系綜的自旋波則以備將來讀取待用。所以糾纏源作為量子中繼的核心元件,它的品質至關重要。本文利用自發(fā)拉曼散射過程在冷原子系綜中產生光與原子糾纏源,研究了反斯托克斯光子讀出效率與冷原子系綜的光學厚度OD以及讀光功率的變化關系。隨后我們又研究了光—原子糾纏質量與anti-Stokes光子讀出效率的關系,并測量... 

【文章來源】：山西大學山西省

【文章頁數】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

量子中繼方案示意圖

由于受到磁場的影響，原子發(fā)生塞曼能級分裂，強度的增加也相應的增大，所以原子距離中心處越遠，能級束縛力也就伴隨著越強。面所采用的俘獲原子的磁光阱技術中所用的中性原子為銣原中的基態(tài)與激發(fā)態(tài)來說明冷原子俘獲過程，在這里的基態(tài)與 J=0 與 J=1。在磁場的作用下，銣原子發(fā)生塞曼能級分裂，激三個 Zeeman 子能級，三個子能級分別對用與不同的磁量子： 1, 0, 1j j jm m m 。對于不同的磁量子數 ，其能級分裂J B J E ω g μ m B 為磁場強度，并伴隨著原子與磁阱中心距離的增加磁場強度 則分別為朗德因子和波爾磁子。磁場的方向在磁阱中心兩側在磁阱中心兩側的銣原子，它們激發(fā)態(tài)的三個子能級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 軸負向運動時，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，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，將會受到推向中心的，同時也會在與光子的作用過程中速度降低，最終實現了長久穩(wěn)定的俘獲，實現光與原子糾纏源提供了良好的實驗載體。.2 DLCZ 方案DLCZ 量子中繼方案主要是利用原子系綜作為存儲介質，利用原子系綜的集強效應與線性光學的特點打造的實用性量子中繼方案[30]。具體 DLCZ 所采能級構造如圖 1.3 所示：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]讀出效率對光與原子糾纏產生的影響[J]. 王圣智,溫亞飛,張常睿,王登新,徐忠孝,李淑靜,王海.  物理學報. 2019(02)
[2]讀光強度對光與原子糾纏源讀出效率及糾纏質量的影響[J]. 張常睿,王圣智,徐忠孝,李淑靜,王海.  量子光學學報. 2018(03)
[3]自發(fā)Raman散射過程中寫激發(fā)率對光與原子糾纏源質量的影響[J]. 張浩毅,溫亞飛,周湃,袁亮,徐忠孝,李淑靜,王海.  量子光學學報. 2018(02)
[4]冷原子系綜中量子關聯(lián)光子對的產生[J]. 原浩翔,葛偉,田龍,李淑靜,徐忠孝,王海.  量子光學學報. 2016(03)

博士論文
[1]空間倍增量子界面的實驗與理論研究[D]. 田龍.山西大學 2017



本文編號：2953042