發(fā)布時間：2024-06-13 20:04

　　近些年來,量子通信受到了高度的重視,而糾纏光子對作為通信的載體已經(jīng)引發(fā)了大量的研究,通過自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換(SPDC)或者級聯(lián)SHG/SPDC等非線性效應(yīng)可以實現(xiàn)量子糾纏光子對的產(chǎn)生,并且已有大量國內(nèi)外實驗室對其進行了研究。本文從量子理論出發(fā),基于薛定諤繪景下SPDC過程理論研究與更加精確的模型設(shè)定,推導(dǎo)出了級聯(lián)SHG/SPDC過程的波函數(shù)和轉(zhuǎn)換效率,并且將仿真結(jié)果與實驗結(jié)論進行了對比,最終得到該過程糾纏光子對的波函數(shù)和轉(zhuǎn)換效率公式。本文首先從理論分析了二次諧波(SHG)、SPDC和級聯(lián)SHG/SPDC過程的產(chǎn)生光子條件和相關(guān)波函數(shù),得到了必要的理論基礎(chǔ),級聯(lián)SHG/SPDC過程可以改善SPDC過程所帶來的不便,由于通過SHG可以將泵浦光進行倍頻,轉(zhuǎn)換成SPDC所需的相位匹配條件下的泵浦光頻率,這樣可以實現(xiàn)入射部分和出射部分使用同等光頻率的器件。但是這個過程需要重新進行更加精確的分析,因為SHG的轉(zhuǎn)換和SPDC的轉(zhuǎn)換是同時在任意地方都會發(fā)生的,而傳統(tǒng)的分析結(jié)論只是將非線性波導(dǎo)當成一個整體進行了分析,因此本文需要重新建立波導(dǎo)模型進行精確分析。基于SPDC過程波函數(shù)的量子理論模型,得到了級聯(lián)S...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1級聯(lián)SHG/SPDC在LiNbO3波導(dǎo)的過程圖

有效并且可行的，并且進行了大量實驗研究實現(xiàn)了光子的產(chǎn)理論上對級聯(lián)SHG/SPDC波函數(shù)和產(chǎn)生光子對轉(zhuǎn)換效率的分么會采用級聯(lián)SHG/SPDC呢，首先某些非線性晶體比如A階非線性效應(yīng)或者三階非線性效應(yīng)，這種材料給級聯(lián)帶來了大量的實驗已經(jīng)表明SPDC、級聯(lián)SHG/SPDC....

圖1-2實驗中的量子Werner態(tài)[26]

度對光子對的平均數(shù)()的依賴性，空心圓表示實驗值，實曲線表示計算值，灰色閉合正方形是Werner狀態(tài)(FW)的保真度。圖1-2實驗中的量子Werner態(tài)[26]極化糾纏的最大糾纏態(tài)：Bell態(tài)，Bell態(tài)有四種模式，大量的偏振糾纏光子μc

圖1-3級聯(lián)SHG/SPDC[5]

[28]。圖1-3級聯(lián)SHG/SPDC[5](a)單一泵浦光，(b)雙泵浦光在2014年JeffS.Lundeen等科學家們使用波長可調(diào)的外腔激光二極管和半導(dǎo)體電吸收(EA)調(diào)制器產(chǎn)生泵浦脈沖，并且脈沖重復(fù)率，脈沖寬度和泵浦脈沖的中心波長分別為1GHz，60....

圖1-4在非線性波導(dǎo)中SPDC過程

M＃2)來消除泵浦光，之后用WDM＃3和兩個光學帶通濾波器(OBF＃2和F＃3)分離信號光和閑頻光[10]。2015年耶魯大學的MGrfe等科學家們研究了SPDC在非線性波導(dǎo)中的衰過程[29]，其中頻率為的泵浦光子自發(fā)地分裂成具有相應(yīng)頻率和的信和閑頻光子....

本文編號：3993582