光探測(cè)器和光放大器是現(xiàn)代科學(xué)研究中非常重要的兩類(lèi)物理器件,它們的量子噪聲起源與量子物理學(xué)的基本原理——波粒二象性——具有緊密的內(nèi)在聯(lián)系。出于數(shù)學(xué)處理的簡(jiǎn)單性,光探測(cè)和光放大的量子理論較多地使用單模場(chǎng)概念,以處理這些器件的量子噪聲問(wèn)題;但是,“單模場(chǎng)”既不是量子場(chǎng)論中標(biāo)準(zhǔn)的場(chǎng)（波）,也不是標(biāo)準(zhǔn)的模（粒子）。按照相對(duì)論的要求,任何量子場(chǎng)的對(duì)易子都必須滿(mǎn)足光速不變之約束條件;而單模場(chǎng)卻不滿(mǎn)足該約束條件。由于“單模場(chǎng)”概念在基礎(chǔ)物理層面存在上述不足,它應(yīng)用于某些具體物理問(wèn)題,難免會(huì)遇到無(wú)法克服的困難。最近幾年的研究成果指出,基于單模場(chǎng)概念的量子理論在解決相敏外差探測(cè)的量子噪聲問(wèn)題時(shí),面臨困境:一方面,由于鏡像帶真空模（單模場(chǎng)）的存在,相敏外差探測(cè)器應(yīng)當(dāng)存在額外的量子噪聲;但另一方面,作為相敏器件,相敏外差探測(cè)器不應(yīng)該存在額外的量子噪聲。類(lèi)似的理論困境還出現(xiàn)在光放大的量子噪聲問(wèn)題中。鑒于單模場(chǎng)概念面臨的困難,本文運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)量子場(chǎng)概念,對(duì)光探測(cè)和光放大的量子噪聲進(jìn)行研究。在光探測(cè)方面,本文利用雙模壓縮態(tài)光場(chǎng)進(jìn)行了相敏外差探測(cè)研究,證明了在相敏外差探測(cè)中不存在額外的量子噪聲�；趩文�(chǎng)概念的理論計(jì)算表... 

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1.緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析以及光探測(cè)和光放大遇到的理論問(wèn)題
    1.3 本文內(nèi)容安排
2.光探測(cè)和光放大的量子理論
    2.1 光探測(cè)的量子理論
    2.2 光放大的量子理論
    2.3 本章小結(jié)
3.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    3.1 整體實(shí)驗(yàn)方案
    3.2 下轉(zhuǎn)換光腔的設(shè)計(jì)
    3.3 本章小結(jié)
4.系統(tǒng)搭建
    4.1 二次諧波產(chǎn)生
    4.2 信號(hào)光與本振光產(chǎn)生
    4.3 下轉(zhuǎn)換光腔搭建
    4.4 系統(tǒng)噪聲測(cè)試
    4.5 本章小結(jié)
5.光探測(cè)量子噪聲的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)選取與數(shù)據(jù)采集
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
6.光放大中量子噪聲問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究
    6.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與數(shù)據(jù)采集
    6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    6.3 本章小結(jié)
7.總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 課題展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
附錄2 放大器光腔的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Experimental study of balanced optical homodyne and heterodyne detection by controlling sideband modulation[J]. LI Wei,YU XuDong,MENG ZengMing,JIN YuanBin,ZHANG Jing.  Science China（Physics,Mechanics ＆ Astronomy）. 2015(10)
[2]冕牌玻璃K9棱鏡色散關(guān)系的測(cè)定[J]. 俞勝清,黃曉俊.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2011(24)
[3]光場(chǎng)壓縮態(tài)的產(chǎn)生及其在亞散粒噪聲光學(xué)測(cè)量和量子信息中的應(yīng)用[J]. 彭堃墀.  物理. 2001(05)

博士論文
[1]多色多組份糾纏及高階橫模糾纏態(tài)的研究[D]. 楊榮國(guó).山西大學(xué) 2011

碩士論文
[1]高功率532nm相干光的二次諧波產(chǎn)生[D]. 肖玉.華中科技大學(xué) 2014
[2]Ⅱ類(lèi)倍頻中的參量放大與對(duì)稱(chēng)破缺[D]. 郭占昌.山西大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3679442