量子力學中最重要和不可思議的概念之一是量子糾纏。對量子糾纏的基礎(chǔ)性質(zhì)的詳細研究是非常必要的,是人們更好地理解這種概念并實現(xiàn)基于它的各種應用的必要條件。因此本文主要圍繞量子糾纏進行以下四項工作:1.我們首次在實驗上實現(xiàn)級聯(lián)四波混頻系統(tǒng)產(chǎn)生的三光束糾纏。我們用強功率的高斯激光束作為泵浦,入射到級聯(lián)的銣原子系綜,在其中發(fā)生四波混頻反應,產(chǎn)生三光束高斯態(tài)。為了在實驗上研究其糾纏性質(zhì),我們用平衡零拍探測測量光場的振幅和相位正交分量,并構(gòu)造協(xié)方差矩陣(CM),進而用Positivity under Partial Transposition(PPT)判據(jù)詳細分析了光場的糾纏性質(zhì)。2.我們用空間光調(diào)制器將一束高斯光轉(zhuǎn)換為拉蓋爾-高斯(LG)光;這種LG光中具有光的軌道角動量(OAM),我們利用這種LG光做探針光注入級聯(lián)四波混頻過程中制備出OAM復用的三光束糾纏態(tài)。實驗證明,每一束光通道中最多存在9組三光束糾纏態(tài)以及20組兩光束糾纏態(tài)。3.為進一步拓展研究多光束糾纏態(tài)的性質(zhì),我們使用對稱級聯(lián)結(jié)構(gòu)的四波混頻過程制備出了四光束糾纏態(tài)。我們在實驗上用平衡零拍探測測量光場振幅和相位正交分量,并構(gòu)造CM,進而詳...

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
2 基本概念和方法
    2.1 光場量子態(tài)
        2.1.1 態(tài)的正交分量
        2.1.2 光子數(shù)(Fock)態(tài)
        2.1.3 相干態(tài)
        2.1.4 壓縮態(tài)
    2.2 量子關(guān)聯(lián)與量子糾纏
        2.2.1 量子關(guān)聯(lián)及高斯態(tài)下的關(guān)聯(lián)表述
        2.2.2 不可分離糾纏判據(jù)
        2.2.3 EPR佯謬及EPR糾纏
        2.2.4 兩體糾纏和多體糾纏
        2.2.5 PPT糾纏判據(jù)
    2.3 量子導引
        2.3.1 量子導引概念
        2.3.2 高斯態(tài)量子導引的量化
    2.4 光學軌道角動量
    2.5 量子光學實驗測量技術(shù)
        2.5.1 直接強度探測
        2.5.2 平衡零拍探測
    2.6 本章小結(jié)
3 基于銣原子系綜非對稱級聯(lián)四波混頻過程制備三光束糾纏態(tài)
    3.1 研究背景
    3.2 理論模型
    3.3 實驗裝置
        3.3.1 激光系統(tǒng)
        3.3.2 銣原子池
        3.3.3 四波混頻相位匹配
        3.3.4 探測系統(tǒng)
    3.4 實驗裝置搭建和優(yōu)化調(diào)節(jié)
    3.5 實驗結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
4 基于銣原子系綜非對稱級聯(lián)四波混頻過程利用光學軌道角動量復用制備三光束糾纏態(tài)
    4.1 研究背景
    4.2 理論模型
    4.3 實驗裝置
        4.3.1 利用空間光調(diào)制器產(chǎn)生拉蓋爾-高斯光束
        4.3.2 實驗光路搭建
    4.4 實驗結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
5 基于銣原子系綜對稱級聯(lián)四波混頻過程制備四光束糾纏態(tài)
    5.1 研究背景
    5.2 理論模型
    5.3 實驗裝置
    5.4 實驗結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
6 基于銣原子系綜對稱級聯(lián)四波混頻過程實現(xiàn)四光束EPR導引
    6.1 研究背景
    6.2 理論模型
    6.3 實驗裝置
    6.4 實驗結(jié)果
    6.5 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
參考文獻
作者簡歷
博士研究生期間發(fā)表論文
致謝



本文編號：3787786