本文關(guān)鍵詞：基于自發(fā)四波混頻的光子糾纏源研究

  更多相關(guān)文章： 自發(fā)四波混頻 密集波分復(fù)用 色散位移光纖 硅基波導(dǎo) 糾纏

【摘要】：光,作為能量的載體,供養(yǎng)了地球上的萬千生靈;作為信息的載體,連通世界各地,讓地球成為村落。光學(xué),一直以來都被人們廣泛研究。人類對光學(xué)的科學(xué)認知,可以追溯到牛頓和惠更斯時代。牛頓認為光具有粒子性并以此解釋了反射折射等物理現(xiàn)象,而惠更斯提出了光的波動說,后人以此解釋了干涉和衍射等粒子性無法解釋的光學(xué)現(xiàn)象。最終在1905年,愛伊斯坦提出了光電效應(yīng)的光量子解釋,人們開始意識到光波同時具有波和粒子的性質(zhì),即光表現(xiàn)出波粒二象性。隨著20世紀60年代激光器和光纖的誕生,人類對光學(xué)的研究有了長足的進步。作為非線性光學(xué)的一個重要課題,四波混頻過程起源于介質(zhì)的束縛電子對電磁場的非線性響應(yīng),是一個三階參量過程。在這個過程中,兩個或三個波長的光相互作用,產(chǎn)生兩個或者一個新的波長的光。在現(xiàn)代光學(xué)中,四波混頻在光位相匹配、光參量放大、超連續(xù)譜產(chǎn)生以及基于微腔的光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生等方向獲得了廣泛應(yīng)用。近代,隨著量子力學(xué)和量子通信技術(shù)的發(fā)展,糾纏光子源作為量子糾纏的核心部分獲得了廣泛而深入的研究。自發(fā)四波混頻過程中,兩個相同的泵浦光子湮滅同時生成了一對關(guān)聯(lián)光子,由此介質(zhì)中的簡并四波混頻過程作為一種激發(fā)關(guān)聯(lián)光子的有效手段被廣泛研究。本論文主要研究了色散位移光纖和硅基波導(dǎo)中的自發(fā)四波混頻過程,并利用由此激發(fā)的關(guān)聯(lián)光子對制備了不同類型的糾纏光子源。這種全光纖、小型化、集成化的光子糾纏源在未來的量子通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建工作中具有重要意義。具體研究內(nèi)容如下:1.實驗研究了色散位移光纖和高非線性光纖中的雙泵浦四波混頻過程,驗證了泵浦光的偏振態(tài)對四波混頻的效率的影響,并由此探究了光纖中的自發(fā)四波混頻過程。2.在室溫條件下,利用密集波分復(fù)用系統(tǒng)和基于色散位移光纖中的自發(fā)四波混頻過程產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)光子源,制備了全光纖多通道的偏振糾纏光子源和Time-bin 糾纏光子源,未去除隨機符合的情況下,干涉可見度接近 90%。3.利用兩段長度均約為300米的色散位移光纖,制備了兩個幾乎完全一樣的關(guān)聯(lián)光子源,在此基礎(chǔ)上,進行了兩個獨立的糾纏光源的Hong-Ou-Mandel干涉實驗,實驗驗證了兩個獨立的光纖關(guān)聯(lián)光子源的特性,給出了關(guān)于色散位移光纖中基于自發(fā)四波混頻過程產(chǎn)生的單光子光譜純度嚴格的理論描述,模擬了泵浦脈沖寬度和濾波器帶寬對單光子光譜純度的影響,并給出了理論上的最佳條件。4.利用密集波分復(fù)用系統(tǒng)和基于硅基波導(dǎo)中的自發(fā)四波混頻過程產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)光子源,實驗驗證了硅波導(dǎo)關(guān)聯(lián)光子源的energy-time糾纏特性,制備了偏振糾纏光子源和Time-bin糾纏光子源,未去除隨機符合的情況下,干涉可見度達到了 95%以上。本論文主要創(chuàng)新點包括:1.根據(jù)自發(fā)四波混頻的理論描述,利用波分復(fù)用系統(tǒng),在室溫下制備了全光纖多通道的關(guān)聯(lián)光子源并進一步制備出糾纏光子源,同時也驗證了自發(fā)四波混頻理論。2.在Hong-Ou-Mandel實驗中,給出了關(guān)于色散位移光纖中基于自發(fā)四波混頻過程產(chǎn)生的單光子光譜純度嚴格的理論描述,模擬了泵浦脈沖寬度和濾波器帶寬對單光子光譜純度的影響,并給出了理論上的最佳條件。3.利用硅基波導(dǎo)得到了小型化,集成化的關(guān)聯(lián)光子源,結(jié)合密集波分復(fù)用系統(tǒng),產(chǎn)生了覆蓋了至少14對通道即24nm的關(guān)聯(lián)光子源,并由此制備了多通道多種糾纏態(tài)的糾纏光子源。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O437.1

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張瑞華,俞祖和,張時明,付盤銘,葉佩弦;紅寶石四波混頻中一些問題的實驗研究[J];量子電子學(xué);1987年01期

2 范俊穎,吳存愷,王志英;共振吸收增強的四波混頻理論[J];物理學(xué)報;1980年07期

3 朱化南,米辛,張時明,傅盤銘;時間分辨簡并四波混頻的實驗方法及其應(yīng)用[J];物理;1983年12期

4 吳存愷,周峰,王志英;多通道簡并的四波混頻[J];中國激光;1984年05期

5 過巳吉;石順祥;;場振幅隨時間慢變化的共線四波混頻耦合方程組[J];西北電訊工程學(xué)院學(xué)報;1984年04期

6 過巳吉,曾小東;四波混頻用于光振幅編碼[J];中國激光;1986年09期

7 范蘭光,滇元,鄧錫銘;用簡并四波混頻延時法進行脈沖整形和脈沖縮短的研究[J];量子電子學(xué);1987年01期

8 徐大光;馮啟元;;共振吸收介質(zhì)中含時間的非簡并四波混頻理論[J];內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1988年03期

9 葉佩弦,付盤銘,俞祖和,米辛,張瑞華,姜謙,周海天,呂興民;四波混頻光譜術(shù)[J];物理;1991年09期

10 余建軍,鄭學(xué)彥,管克儉,楊伯君;色散位移光纖中的四波混頻現(xiàn)象的實驗研究[J];光學(xué)學(xué)報;1999年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 林初善;趙峰;鄧大鵬;李洪順;;基于四波混頻的竊聽與攻擊方法[A];2006北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會——通信與信息技術(shù)會議論文集（上）[C];2006年

2 張都應(yīng);劉勁松;梁昌洪;;光折變過飽和段簡并四波混頻大信號理論分析[A];1997年全國微波會議論文集(下冊)[C];1997年

3 薛艷;王剛;吳金輝;高錦岳;;具有較大轉(zhuǎn)換效率的四波混頻的動態(tài)行為[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

4 劉楠楠;郭學(xué)石;劉宇宏;李小英;;基于光纖中高增益自發(fā)四波混頻的孿生光束頻譜特性[A];第十六屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會報告摘要集[C];2014年

5 L.Deng;E.W.Hagley;J.Wen;M.Trippenbach;Y.Band;P.S.Julienne;J.E.Simsarian;K.Helmerson;S.L.Rolston;W.D.Phillips;李拓;;物質(zhì)波的四波混頻[A];中國當代教育理論文獻——第四屆中國教育家大會成果匯編（上）[C];2007年

6 劉寸金;周志凡;周君;秦忠忠;崔連敏;荊杰泰;張衛(wèi)平;;基于銣原子蒸汽中四波混頻過程的低頻可控帶寬強度差壓縮[A];第十六屆全國原子與分子物理學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

7 鈕月萍;龔尚慶;金石琦;李儒新;徐至展;;利用電磁感應(yīng)透明原理操控高效率四波混頻場的產(chǎn)生[A];2004年全國強場激光物理會議論文集（二）[C];2004年

8 侯奮飛;孫小菡;;四波混頻對直接擴頻光CDMA的影響[A];全國第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

9 朱長軍;薛兵;翟學(xué)軍;;基于參量四波混頻的量子拍動力學(xué)研究[A];2010年西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會議摘要集[C];2010年

10 薛艷;王剛;高錦岳;;V模型中最佳原子相干制備提高四波混頻[A];增強自主創(chuàng)新能力 促進吉林經(jīng)濟發(fā)展——啟明杯·吉林省第四屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 尹遜莉;簡并四波混頻光譜技術(shù)—同位素的測量分析及相位共軛波畸變修正[D];西北大學(xué);2016年

2 李銀海;基于自發(fā)四波混頻的光子糾纏源研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

3 于旭東;四波混頻產(chǎn)生明亮糾纏光和腔與原子強相互作用的相關(guān)研究[D];山西大學(xué);2012年

4 劉寸金;原子系綜中四波混頻過程產(chǎn)生強度差壓縮光源的實驗及其應(yīng)用研究[D];華東師范大學(xué);2013年

5 程雪梅;四波混頻光譜技術(shù)研究及其在同位素分析中的應(yīng)用[D];西北大學(xué);2012年

6 張彥鵬;瞬態(tài)相干相位共軛四波混頻和六波混頻光譜術(shù)[D];西安交通大學(xué);2000年

7 方亞k，

本文編號：1296157