光探測器和光放大器是現(xiàn)代科學研究中非常重要的兩類物理器件,它們的量子噪聲起源與量子物理學的基本原理——波粒二象性——具有緊密的內(nèi)在聯(lián)系。出于數(shù)學處理的簡單性,光探測和光放大的量子理論較多地使用單模場概念,以處理這些器件的量子噪聲問題;但是,“單模場”既不是量子場論中標準的場（波）,也不是標準的模（粒子）。按照相對論的要求,任何量子場的對易子都必須滿足光速不變之約束條件;而單模場卻不滿足該約束條件。由于“單模場”概念在基礎(chǔ)物理層面存在上述不足,它應用于某些具體物理問題,難免會遇到無法克服的困難。最近幾年的研究成果指出,基于單模場概念的量子理論在解決相敏外差探測的量子噪聲問題時,面臨困境:一方面,由于鏡像帶真空模（單模場）的存在,相敏外差探測器應當存在額外的量子噪聲;但另一方面,作為相敏器件,相敏外差探測器不應該存在額外的量子噪聲。類似的理論困境還出現(xiàn)在光放大的量子噪聲問題中。鑒于單模場概念面臨的困難,本文運用標準量子場概念,對光探測和光放大的量子噪聲進行研究。在光探測方面,本文利用雙模壓縮態(tài)光場進行了相敏外差探測研究,證明了在相敏外差探測中不存在額外的量子噪聲。基于單模場概念的理論計算表... 

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1.緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析以及光探測和光放大遇到的理論問題
    1.3 本文內(nèi)容安排
2.光探測和光放大的量子理論
    2.1 光探測的量子理論
    2.2 光放大的量子理論
    2.3 本章小結(jié)
3.實驗方案設計
    3.1 整體實驗方案
    3.2 下轉(zhuǎn)換光腔的設計
    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)噪聲測試
    4.5 本章小結(jié)
5.光探測量子噪聲的實驗研究
    5.1 實驗參數(shù)選取與數(shù)據(jù)采集
    5.2 實驗結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
6.光放大中量子噪聲問題的實驗研究
    6.1 實驗過程與數(shù)據(jù)采集
    6.2 實驗結(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
附錄1 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文目錄
附錄2 放大器光腔的機械結(jié)構(gòu)設計


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]冕牌玻璃K9棱鏡色散關(guān)系的測定[J]. 俞勝清,黃曉俊.  科技創(chuàng)新導報. 2011(24)
[3]光場壓縮態(tài)的產(chǎn)生及其在亞散粒噪聲光學測量和量子信息中的應用[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.山西大學 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 2014
[2]Ⅱ類倍頻中的參量放大與對稱破缺[D]. 郭占昌.山西大學 2010



本文編號：3679442