非經(jīng)典光場,尤其是壓縮光與糾纏光,是量子信息處理中重要的資源,其產(chǎn)生、傳輸、控制和測量在量子通信和量子計(jì)量的發(fā)展中扮演著重要的角色。目前大部分研究集中在基模非經(jīng)典光場。高階模的空間分布比基模更復(fù)雜,同時(shí)不同模式的特點(diǎn)及其正交特性,為量子信息處理、精密測量物理提供更多的選擇與應(yīng)用領(lǐng)域。例如,利用高階模壓縮光可以對空間轉(zhuǎn)角、光束小位移等物理量進(jìn)行精密測量,以及在超分辨量子成像中提高信噪比。此外,高階模相比基模,可應(yīng)用于多通道量子計(jì)算以及量子超密集編碼等領(lǐng)域,提高信道容量。除了空間模這一自由度,人們還關(guān)注偏振、頻率等其他自由度,高維糾纏的研究應(yīng)運(yùn)而生。高維糾纏提供了比普通二維糾纏態(tài)更高的信息密度及安全性,使其在量子通訊中具有更為突出的優(yōu)勢。在高的噪聲環(huán)境或竊聽者已經(jīng)掌控隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生裝置等情況下,高維糾纏可以完成普通糾纏無法勝任的工作,高維糾纏相比普通糾纏可以極大地降低被成功克隆的概率,并且系統(tǒng)的維度越高,被成功克隆的概率越低。再則,高維糾纏可以優(yōu)化量子計(jì)算系統(tǒng),加速量子計(jì)算執(zhí)行過程。因此,開展連續(xù)變量高階模壓縮光與糾纏光理論和實(shí)驗(yàn)研究,對量子物理、量子信息研究都有重要的科學(xué)意義和重要的應(yīng)用前景... 

【文章來源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 壓縮態(tài)與糾纏態(tài)光場
    1.3 高階模壓縮態(tài)光場
    1.4 壓縮態(tài)光場的研究進(jìn)展
    1.5 本文的主要工作
    參考文獻(xiàn)
第二章 激光的模式
    2.1 引言
    2.2 厄米高斯模（Hermite-Gaussian,HG）
    2.3 拉蓋爾高斯模（Laguerre-Gauss,LG）
    2.4 高階模式的產(chǎn)生
    2.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 基模壓縮態(tài)光場的產(chǎn)生與測量
    3.1 引言
    3.2 光學(xué)參量過程制備壓縮態(tài)光場
    3.3 鎖定技術(shù)
        3.3.1 鎖腔技術(shù)
        3.3.2 鎖相技術(shù)
    3.4 壓縮態(tài)光場的探測
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 長時(shí)間穩(wěn)定糾纏源的制備
    4.1 引言
    4.2 糾纏與晶體溫度波動(dòng)的關(guān)系
    4.3 實(shí)驗(yàn)裝置
        4.3.1 溫度反饋回路
        4.3.2 誤差信號的提取
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.4.1 溫度反饋回路的鎖定
        4.4.2 本地光與信號光之間相位的鎖定
        4.4.3 長時(shí)間穩(wěn)定糾纏的實(shí)現(xiàn)
        4.4.4 討論與分析
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 連續(xù)變量高階模壓縮態(tài)光場
    5.1 引言
    5.2 光束整形系統(tǒng)
        5.2.1 空間光調(diào)制器
        5.2.2 Gerchberg-Saxten（GS）算法
        5.2.3 光束整形系統(tǒng)原理
    5.3 數(shù)值模擬分析
    5.4 高階模壓縮態(tài)光場的實(shí)驗(yàn)研究
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 連續(xù)變量高維糾纏
    6.1 引言
    6.2 NOPA過程中的高維糾纏
    6.3 雙頻本地光的構(gòu)造
    6.4 基于光學(xué)頻率梳的邊帶糾纏
        6.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        6.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    6.5 三維量子糾纏的制備
        6.5.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        6.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    6.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
全文總結(jié)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
個(gè)人簡況及聯(lián)系方式


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Generation of a continuous-variable quadripartite cluster state multiplexed in the spatial domain[J]. CHUNXIAO CAI,LONG MA,JUAN LI,HUI GUO,KUI LIU,HENGXIN SUN,RONGGUO YANG,JIANGRUI GAO.  Photonics Research. 2018(05)
[2]超短脈沖激光器及其應(yīng)用[J]. 王玉英.  光機(jī)電信息. 2006(03)

博士論文
[1]連續(xù)變量空間多模糾纏[D]. 蔡春曉.山西大學(xué) 2018
[2]連續(xù)變量量子糾纏的產(chǎn)生和條件克隆[D]. 劉奎.山西大學(xué) 2012



本文編號：3161955