Thermal vacuum state corresponding to squeezed chaotic light and its application

For the density operator（mixed state） describing squeezed chaotic light（SCL） we search for its thermal vacuum state（a pure state） in the real-fictitious space. Using the method of integration within ordered product（IWOP） of operators we find that it is a kind of one- and two-mode combinatorial squeezed state. Its application in evaluating the quantum fluctuation of photon number reveals： the stronger the squeezing is, the larger a fluctuation appears. The second-order degree of coherence of SCL is also deduced which shows that SCL is classic. The new thermal vacuum state also helps to derive the Wigner function of SCL.

克尔介质中双模光场与耦合二能级原子相互作用系统光场的压缩特性

研究了存在克尔介质时,双模压缩真空场与耦合二能级原子相互作用系统中光场的压缩性质,讨论了克尔介质与光场的耦合强度对光场压缩特性的影响。

基于压缩光的量子激光雷达技术（英文）

利用Wigner函数对真空态、单光子态、压缩态在相空间的噪声分布进行仿真,并系统分析了基于压缩光的量子相干激光雷达和压缩光注入式量子激光雷达.研究表明,相比经典激光雷达,较高压缩度有利于量子相干激光雷达探测信噪比的提升,理论上8dB的压缩度可以使信噪比提高6.25倍;而压缩光注入式量子激光雷达系统的空间分辨率主要取决于真空压缩光的压缩度和无噪声相敏放大系统的增益.由于压缩光对探测信噪比的提升作用,量子激光雷达在微弱信号探测和高分辨率成像领域具有显著优势.

压缩真空场与V-型三能级原子作用过程中光场的压缩效应

研究了V-型量子拍频三能级原子与单模压缩真空场作用过程中系统的动力学行为,运用数值方法讨论了系统参数对系统光场压缩特性的影响。研究表明:单模压缩真空场的初始压缩因子和V-型三能级原子的相对失谐量的大小对系统光场的压缩特性有很大的影响,通过选择合适的系统参数,光场可以被完全压缩。

多模薛定谔猫态光场的高次差压缩效应

构造了由多模复共轭相干态、多模复共轭虚相干态、多模真空态线性叠加组成的多模叠加薛定谔猫态光场.利用多模压缩态理论,研究了该猫态光场的任意次广义非线性等幂次高次差压缩特性.结果表明,多模叠加薛定谔猫态光场中的真空场对其差压缩特性无直接影响;在一定条件下,该猫态光场的两个正交相位分量可分别呈现出等幂次高次差压缩效应;而在另外的条件下,该猫态光场的两个正交相位分量可同时呈现出等幂次高次差压缩效应,这是一种相悖于海森堡测不准关系的新物理现象.

广义克尔介质对双模压缩真空场与原子相互作用系统中光场压缩特性的影响

运用全量子理论,研究了存在广义克尔介质时,双模压缩真空场与二能级原子相互作用系统中光场的压缩性质,着重讨论了介质与辐射场的耦合强度以及广义克尔介质的非线性阶数m对光场压缩特性的影响.

Kerr效应对耦合双原子与压缩真空场Raman相互作用系统中光场量子特性的影响

研究了存在Kerr介质时,耦合双原子与单模压缩真空场Raman相互作用系统中光场的量子特性,讨论了Kerr介质与光场的耦合强度对光场量子特性的影响。

铷原子D1线真空压缩光场的产生及态重构

碱金属原子是光量子存储的良好介质,与碱金属原子共振的非经典光场是量子信息处理的重要资源.本文采用周期极化磷酸氧钛晶体作为非线性介质,利用参量振荡过程产生了795 nm(铷原子D1线)的真空压缩光场.通过对平衡零拍探测系统的时域信号进行采集,得到压缩光场不同相位角下的噪声分布;利用极大似然估计法对压缩光场进行了态重构,得到了密度矩阵及相空间的Wigner函数.理论计算了真空压缩场的光子数分布和Wigner函数,并对理论计算结果和极大似然重构结果进行了分析和比较.

双模压缩真空场与N型四能级原子双光子跃迁相互作用系统中光场的量子特性

精确求解了双模压缩真空场与Ｎ型四能级原子双光子跃迁相互作用系统的波函数，并讨论了系统中光场的压缩效应及光子的统计性质．数值计算结果表明，光场的两个正交分量的均方涨落均呈现周期性的压缩，其压缩程度与系统的初始状态有关；光场光子的统计性质也依赖于系统的初始状态，光场两模之间的相关是一种非经典相关．

小型真空压缩光产生装置的实验研究

压缩态光场是一类重要的非经典光场,是产生量子纠缠和进行量子通信的基础,在量子光学研究中具有十分重要的应用价值。本实验通过使用稳定的光学元件和合理的光路系统,简化系统复杂性,使压缩光装置整体结构紧凑、调节方便、稳定度高和可靠性好,通过上述方法,我们利用周期性极化磷酸钛氧钾(PPKTP)晶体获得了稳定的2 dB压缩和8 dB反向压缩的真空压缩光场。本装置的目的在于提供一种稳定的真空压缩光场产生装置。

非旋波近似下压缩真空场与三能级原子依赖强度耦合系统的光场压缩

利用全量子理论,研究了非旋波近似下压缩真空场与V型三能级原子依赖强度耦合相互作用系统中光场的压缩效应.数值计算结果表明:光场呈现出周期性压缩现象,而虚光子过程则对光场的压缩具有抑制作用并产生量子噪声,量子噪声大小依赖于光场的初始压缩因子r和光场频率ω,且与原子-光场耦合强度g有关.随着r的增大,虚光子过程对光场压缩抑制作用程度由弱到强再由强到弱;随着ω和g的增大,量子噪声分别减小和增大.

广义克尔介质对双模压缩真空场与原子相互作用系统光场量子特性的影响

运用全量子理论 ,研究了存在广义克尔介质时 ,双模压缩真空场与二能级原子相互作用系统中光场的量子特性 ,着重讨论了介质与辐射场的耦合强度 χ以及广义克尔介质的非线性阶数m对光场量子特性的影响 .

真空场注入三态叠加MFSS光场广义电场的等幂偶次Y压缩

对真空场注入三态叠加MFSS(多模泛函叠加态)光场|ψ_0^(3)〉q广义电场分量的等幂次偶次振幅压缩特性进行了详细研究,分析了光场经典强度、经典振幅和经典相位的任意空间分布特征、以及真空场注入对该光场的广义电场分量的等幂偶次Y压缩效应其压缩幅度和压缩量的影响。结果发现:导致态|ψ_0^(3)〉q的广义电场分量存在等幂偶次2m次方Y压缩效应的根本原因在于模间的量子干涉效应、态间的量子干涉效应以及模间和态间的量子纠缠效应;真空场注入可使该光场广义电场分量的2m次方Y压缩效应增强、压缩幅度增大、压缩程度加深。

真空场注入对多模泛函叠加态光场广义电场Y压缩的影响

利用多模压缩态理论,分析研究了真空场注入对多模泛函叠加态光场广义电场分量的等幂次2m次方Y压缩效应其压缩幅度和压缩量的影响。结果发现:注入多模真空态光场可使3MFSS(三态叠加多模泛函叠加态)光场广义电场分量在一定条件下呈现2m次方Y压缩效应,并且可使电场分量的2m次方Y压缩效应增强、压缩幅度增大、压缩程度加深。

双模压缩真空态光场作用下耦合双原子的Wigner-Yanase偏态信息

研究了与双模压缩真空态光场作用过程中耦合双原子的Wigner-Yanase偏态信息.结果表明,当光场压缩因子较小时,光场与原子间相互作用和原子间偶极-偶极相互作用共同决定了原子的总Wigner-Yanase偏态信息演化的周期;增强原子间偶极-偶极相互作用,可以抵抗原子的总Wigner-Yanase偏态信息的丢失;光场压缩因子对原子的总Wigner-Yanase偏态信息的丢失起着重要的作用,当光场压缩因子较大时,原子的总Wigner-Yanase偏态信息会完全丢失.

一类叠加态光场的压缩和压缩增强

本文研究了由偶、奇相干态分别与真空态构成的叠加态光场的压缩效应．结果表明，在适当条件下，偶、奇相干态与真空态的叠加态场皆可存在二阶压缩和振幅Ｎ次方压缩，偶相干态与真空态的叠加还可使偶相干态原有的二阶压缩效应得到增强．

偶奇相干态迭加光场的压缩性质

本文研究了由偶、奇相干态分别与真空态构成的迭加态光场的压缩效应。结果表明,在适当条件下,偶、奇相干态与真空态的迭加态场皆可存在二阶压缩;而且,偶相干态与真空态构成的迭加光场不仅可使偶相干态原有的二阶压缩效应得到增强,还可呈现振幅平方压缩效应。

基于量子增强型光纤马赫-曾德尔干涉仪的低频信号测量

利用低频光通信波段真空压缩态光场可实现基于光纤的量子精密测量.本文利用简并光学参量振荡器实验制备出1550 nm低频真空压缩态光场.在分析频段10—500 kHz范围内压缩态光场的压缩度均达3 dB.用实验制备的1550 nm真空压缩态光场填补光纤马赫-曾德尔干涉仪的真空通道,实现了量子增强型光纤马赫-曾德尔干涉仪,完成了突破标准量子极限的相位调制频率为500 kHz的低频信号测量.与光纤马赫-曾德尔干涉仪相比,测量信噪比提高了2 dB.

压缩真空态光场中二能级原子的简并双光子荧光谱

利用原子约化密度算符主方程的方法研究了多模压缩真空态光场中二能级原子的双光子荧光谱。我们发现存在一种Rabi振荡阈值,在阈值之下原子的简并双光子荧光谱呈现洛仑兹线型单峰结构。在阈值之上具有三峰结构。其三峰的线宽和峰高均呈现很强的相敏性,中峰线宽可小于热光场中的线宽,但大于真空场中双光子的自然线宽,两边峰的线宽随压缩光的强度增大而增宽,边峰到中峰的距离也依赖于压缩真空态光场的压缩特征。

光场真空态与相干态的迭加态光场的振幅的N次方压缩

研究了光场真空态和相干态的迭加态的振幅N次方压缩。结果表明,在一定条件下迭加态光场总存在振幅的 N 次方压缩。