适用于测量脉冲光量子噪声的差分探测系统

采用具有高重复频率的连续变量脉冲量子态进行量子通信,不仅可利用单个脉冲编码信息,还可进行波分复用和时分复用,因而有助于提高量子通信系统的速度和容量。为了消除脉冲光重复频率信号对探测系统的饱和效应,设计制作了一种适用于测量脉冲光正交分量或强度噪声起伏的差分探测系统。对于利用变压器耦合的两个光电二极管的差分光电流交流分量,在采用低噪声放大器放大之前,先利用高隔离度的低通滤波器抑制脉冲光重复频率的拍频。该探测系统共模抑制比可达54dB。入射的总光功率约为0.32mW时,测得的光电流散粒噪声比电子噪声基底高8.7dB。通过平衡零拍探测对散粒噪声基准进行标定,结果说明该系统适于测量脉冲光的量子噪声。

利用高非线性光纤产生量子关联光子对的实验研究

光纤中基于三阶(克尔)非线性效应的自发四波混频是制备量子关联光子对的有效方法之一。若采用商售高非线性光纤作为产生光子对的非线性介质,则有利于减小所需光纤的长度,从而缩小实验装置体积并降低对于抽运源的要求。利用脉冲光抽运20m的高非线性光纤产生通讯波段的频率近简并关联光子对,研究了光纤的弱双折射特性对于光子对产生的影响。当抽运光沿高非线性光纤的偏振轴入射时,具有最大的光子对产生效率,且光子对绝大部分与抽运光偏振平行;抽运光沿与光纤偏振轴45°入射时,光子对的产生效率最小,约为最大值的80%。

基于色散位移光纤的高宣布式窄带单光子源

文章利用脉冲激光抽运色散位移光纤,通过自发四波混频过程产生的关联光子对,实验演示了一种光通讯波段的窄带宣布式单光子源.实验测得-3dB带宽为1.1nm单光子场的二阶关联函数g(2)(0)=0.09±0.01,宣布效率可达0.5以上.这种单光子源在量子通信中有潜在的应用前景.

掺镱光子晶体光纤飞秒激光器噪声的测量

小型化、低成本和低噪声的激光器有助于实用化非经典光源的实现。掺镱光子晶体光纤锁模激光器与钛宝石激光器相比,具有系统结构简单、体积小和价格低的优点,但其噪声特性还有待深入研究。采用一套适用于测量脉冲激光器噪声的自零拍探测系统,对掺镱光子晶体光纤飞秒激光器的噪声进行了测量分析。结果表明掺镱光子晶体光纤飞秒激光器的振幅噪声显著高于其散粒噪声基准,说明该激光器的输出不是理想的相干态光场,其噪声特性有待进一步提高。

Acousto-optic modulator-based bi-frequency interferometer for quantum technology

We demonstrate a high-performance acousto-optic modulator-based bi-frequency interferometer,which can realize either beating or beating free interference for a single-photon level quantum state.Visibility and optical efficiency of the interferometer are(99.5±0.2)%and(95±1)%,respectively.The phase of the interferometer is actively stabilized by using a dithering phase-locking scheme,where the phase dithering is realized by directly driving the acousto-optic modulators with a specially designed electronic signal.We further demonstrate applications of the interferometer in quantum technology,including bi-frequency coherent combination,frequency tuning,and optical switching.These results show the interferometer is a versatile device for multiple quantum technologies.

一种基于雪崩二极管电容特性提取通讯波段单光子信号的方法

InGaAs/InP雪崩二极管(APD)可用于探测光通讯波段的单光子。APD工作于门模盖革模式时,单个光子引起的雪崩电流信号通常淹没在电容瞬时充放电脉冲中,光电流信号提取困难。本文通过调整实验参数和APD的寄生电容,使雪崩信号与放电脉冲在时域上有效叠加,并由高速比较器将光电流信号直接甄别出来。本文设计的基于InGaAs/InP APD的单光子探测系统,运行稳定,方法简单可靠,说明这种利用APD的电容特性提取单光子信号是一种有效的方法。

一种宽带小型化全光纤强度差压缩态光源

实验演示了一台小型化的全光纤强度差压缩态光源。该光源采用色散位移光纤作为非线性介质,其脉冲泵浦光的重复频率约为50 MHz,具有结构稳定、体积小的优点。采用宽带宽差分探测器,在较宽的分析频率范围内对该光源的强度差压缩特性进行测量分析。结果表明:室温下该光源的频率小于65 MHz时,测得的强度差噪声低于散粒噪声极限;在频率为20 MHz处测到了约3.8 dB的强度差压缩。本研究为后续在时域上测量强度差压缩奠定了基础。