连续变量受控密集编码量子通讯与无条件纠缠交换的实验实现

利用运转于参量反放大状态的非简并光学参量放大器 (NOPA)所产生双组份EPR纠缠态光场 ,经分束器线性光学变换 ,我们获得了完全的三组份不可分态。所产生的三个空间分离的光学模具有三模正交振幅与相对正交位相量子关联特性。将三个纠缠光学模分别分配到发送站 (Alice)、接收站 (Bob)与控制站(Claire) ,我们完成了连续变量受控密集编码 (controlleddensecoding)量子通讯 ,Alice和Bob之间通讯的信道容量受控于Claire。近期 ,我们构建了双NOPA实验装置 ,并用以完成了无条件纠缠交换 (unconditionalentanglementswapping)实验。两台NOPA的共振频率锁定于同一激光信号源 ,并由同一激光器产生的二次谐波泵浦 ,因此它们经参量下转换产生的EPR纠缠态光场具有经典相干性但没有任何量子关联。通过对二束EPR纠缠光束之半进行联合贝尔态测量 ,它们的空间分离的另一半虽未直接相互作用 ,却产生了纠缠 ,即完成了纠缠交换。借助于经典信号调制与检测站的直接贝尔态探测 ,我们从实验上测定了由纠缠交换所产生的纠缠度 ,实验结果与理论预测符合很好。

折叠腔内腔倍频激光器中基频与谐波相对相位对输出功率的影响

对折叠腔内倍频激光器基频与谐波的相对相位对倍频光输出功率的影响进行了理论分析 ,并在实验上采用全固体化 L D泵浦 Nd:YVO4 +KTP折叠腔内腔倍频激光器 ,利用光楔的色散作用调节腔内基频与谐波的相对相位 ,得到了倍频光输出随基频与谐波相对相位呈余弦函数平方的变化 ,验证了理论结果 ,为消除大功率激光器中相对相位的影响 ,提高输出功率提供了一种简单实用的方法 .

LD泵浦环形单频Nd∶YVO_4激光器的频率调谐特性研究

利用激光谐振腔内标准具的选模调谐特性和激光晶体自身的标准具作用 ,通过调节插入标准具和激光晶体的倾斜度及微调谐振腔长度 ,在 L D泵浦 Nd∶ YVO4 单频激光器上实现了精确调谐 ,最大可调谐范围约 1 0 0

四镜折叠腔波长可调谐连续Ti:Al_2O_3激光器

本工作中采用四镜折叠像散腔有效地补偿像散,用复合双折射晶片调谐波长,在约10W的氩离子蓝绿激光泵浦下。TEM_(oo)模连续Ti:Al_2O_3激光峰值功率(波长λ=790nm)大于1.65W,泵浦阈值低于1.7W,斜效率为20.26％;波长λ=790nm处,输出激光线宽约为0.0008nm,含三个纵模。用一套腔镜得到的波长调谐范围约为750～869nm。

运转在超高真空铯原子汽室中的磁光阱(英文)

采用两台窄线宽半导体激光器作为俘获光源和再泵浦（ｒｅｐｕｍｐｉｎｇ）光源，我们实现了直接工作在铯原子超高真空气室中的磁光阱。获得的冷原子样品中的铯原子数、平均原子密度和温度分别为２．８×１０８、３．９×１０１０个／ｃｍ３和３００μＫ。

半导体激光器的线宽压窄及频率连续调谐

我们利用共焦F-P腔光学弱反馈技术,实现了单模GaAlAs半导体激光器线宽压窄、频率锁定及连续调谐。其线宽从自由运转时的10MHz被压窄到45kHz,并可将频率锁定于共焦F-P腔。实验证明,在弱反馈情况下,激光器的频率连续调谐范围与共焦F-P腔的光强反馈量近似成正比,实现了在铷原子D2线附近1.2GHz的频率连续调谐。

明亮EPR光束的量子纠缠交换

文中提出一个实现明亮光场量子纠缠交换的理论方案。两个独立的非简并光学参量放大器产生两组经典相干的明亮EPR光束对 ,通过在每一组EPR光束对的一半上执行联合贝尔态测量 ,使未产生相互作用的另一半之间产生量子纠缠。在我们的系统中由于采用贝尔态直接探测替代通常的平衡零差探测 ,不需要本底振荡光 ,减小了实验难度并能提高探测效率。

连续变量四组份纠缠态光场的产生

以一对工作在参量反放大状态的非简并光学参量放大器同时产生的两个正交振幅压缩相干态与两个正交位相压缩真空态光场为基础，经过不同位相关系的线性光学变换，可获得四组份纠缠态光场。我们将介绍实验原理和初步试验结果。

利用正交压缩态光场实现连续变量的量子密码术

文中提出一种利用单模正交压缩态光场作为密码载体的连续变量量子密钥传输方案。在该方案中 ,经典信号以二进制编码形式调制在单模正交压缩态光场的正交振幅分量或正交位相分量上。基于海森堡测不准关系 ,任何窃听都会导致合法通讯者之间的误码率升高 ,从而暴露了窃听者的存在 ,以保护密钥信息的安全 ,与采用同样方案的相干光相比 。

LD泵浦Nd: YAG激光器的强度噪声特性研究

本文在理论上研究了ＬＤ泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的强度噪声特性，用传递函数的形式给出各种噪声源对激光器强度噪声的影响，计算结果指出Ｎｄ：ＹＡＧ激光器输出的激光并非相干态光场，在几兆频率上存在高于散粒噪声基准几十ｄＢ的驰豫振荡噪声，在小于驰豫振荡频率范围，激光器的强度噪声基本上处于泵浦噪声水平。

外腔半导体激光器中反馈耦合系数及介质吸收系数的测量

在室温下研究了外腔反馈对ＧａＡｌＡｓ量子阱半导体激光器阈值的影响，提出了测量实际反馈量及半导体激光器增益介质吸收系数的方法，利用所测反馈系数及阈值得到了反馈耦合因子ｋ。

环形腔光学参量振荡中内腔场密度及经典增益

在考虑腔失谐及同时存在泵浦场和信号场的情况下，讨论了环形腔非简并光学参量过程中内腔信号场和泵浦场的强度随外腔泵浦场的变化情况，并分别计算了扫描泵浦场和信号场时，该系统的经典增益，得到增益在阈值处最大。

具有经典相干性的两组EPR纠缠态光场的实验产生

纠缠交换 (EntanglementSwapping) ,即纠缠态的量子离物传送 ,是实现远程量子通讯及量子信息网络的必要手段之一。为了完成纠缠交换实验 ,必须有两组相互独立的纠缠态。对于连续变量系统 ,应该获得两组具有经典相干性的EPR纠缠态光场。我们利用自行研制的瓦级连续双波长输出Nd3+:YAP/KTP稳频激光器为泵浦源 ,泵浦两台结构完全相同的非简并光学参量放大器 (NOPA) ,获得了具有经典相干性的两组独立的EPR纠缠光束。本文将分析两组EPR光束的经典相干性 。

高输出高稳定外腔谐振倍频Nd:YAP/KTP激光器

将一块a -切割KTP晶体的一个端面作为一个腔镜 ,与另一个输入镜组成半整块的驻波倍频腔 ,在输入基频功率为 1.18W时 ,通过谐振倍频获得了 84 9mW的 0 .5 4μm绿光。绿光功率波动小于± 0 .6 5 % ,绿光在 1min和 30min的频率稳定性分别优于± 2 90KHz和± 2 .3MHz。

连续变量纠缠交换对系统物理参量的依赖关系

以量子关联度和相干态量子离物传送的保真度为判据 ,在增益因子取 1和取最佳值两种情况下 ,计算了纠缠交换的质量对探测效率 ,传输效率及初始关联参量的函数依赖关系。计算结果可给实验设计提供有用参考。

一种低于散离噪声极限的微小相移测量方法

本文提出一种利用量子相关孪生光束进行微小相移测量的新方法。并从理论上证明了该方法的相位测量精度不受散离噪声极限的限制。在理想情况下最小可测相移趋近于零。

连续变量纠缠交换对系统物理参量的依赖关系

以量子关联度和相干态量子离物传送的保真度为判据,在增益因子取1和取最佳值两种情况下,计算了纠缠交换的质量对探测效率,传输效率及初始关联参量的函数依赖关系。计算结果可给实验设计提供有用参考。

非线性光学在QND中的应用

在高精度的测量中,往往要遇到测不准关系所带来的量子噪声,即对一个力学量的精密测量,将使其共轭力学量的起伏变得很大,并有可能反作用回来干扰被测力学量,而使再次测量受到干扰。量子非破坏性测量(Quantum Nondemolition Measurement,简称QND)就是通过合理地构造实验装置和选择被测力学量,来克服测不准关系带来的量子噪声。对被测力学量,在Heissenberg图象中,QND要求它在不同时刻是对易的,对相互作用哈密顿量,QND要求它只含被测力学量而不含其共轭量。