大型仪器简介量子光源制备及检测系统简介.doc

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1、量子光源制备及检测系统简介一、系统主要功能光场中的压缩态和纠缠态是量子信息过程的重要资源。在光场中，自第一个压缩态在四波混频过程中实现以来，四波混频过程一直受到人们的关注，特别是最近在原子气室内利用非简并四波混频过程产生强关联的明亮孪生光束的实验，使其成为量子光学研究领域的热点。本套系统的功能可以实现在碱金属原子蒸气中利用非简并四波混频以及六波混频研究量子强关联光场方面的工作，主要包括：1．利用两套自零拍探测系统测量强度差压缩，该探测系统可以非常方便的同时测量到散粒噪声基准、强度差压缩和反压缩噪声谱，克服了以往实验中的困难；2．研究额外噪

2、声对四波混频产生压缩光的影响，并通过实验进行了证明。3．利用六波混频过程研究孪生三光束之间的量子光学性质。4．SolsTis-F型宽调谐单频可调谐钛宝石激光器在激光光束在空间的传输特性，钛宝石激光器锁模现象的观测和光与物之相互作用的吸收和色散特性等方面的实验，通过电脑直接控制完成，可观察到整个物理过程。5．多光子纠缠光源在量子成像方面的应用。二、系统基本原理：图1铷原子（85Rb）中的四波混频过程。(a)纠缠光源器件原型图；(b)原子能级系统。图2多波混频实验的几何配置图。强光场（pump）聚焦入射到铷原子样品池中，并且与对称分布的探测场

3、（probe/a）和共轭场（MWM/b）耦合在样品池中。实际上，根据相位匹配的特点，耦合区域可以分布在一定的范围（Dq）内并且呈圆柱形对称。如果在这个耦合区域内注入如图所示的一个种子光（probe），这个注入的种子光和其相对应的共轭场（FWM/SWM）就会构建一对孪生光束。一、系统应用范围：纠缠光源及其应用基础研究；多波混频量子鬼成像技术研究。图3(a)无注入时关联成像原理示意图；(b)有注入时关联成像原理示意图。由于固体材料包括极短相干时间转换效率以及相位失匹条件的限制，使得研究利用三阶非线性过程产生的纠缠光作为光源变得尤为重要。在此基

4、础上我们提出利用自衍射型FWM获得动量纠缠光作为关联成像光源，研究其在强度关联成像技术上的应用。图3(a)和(b)分别给出了无注入和有注入自衍射型FWM关联成像实现原理图。二、系统所包含的主要仪器和性能参数1、SolsTis-F型宽调谐单频可调谐钛宝石激光器主要技术参数泵浦源激光器：中心波长:532nm，（连续光）输出功率：15W，水冷系统;环形腔钛宝石激光器：激光线宽：<75KHz；调谐范围：725-925nm；功率：>1.0W；扫描范围：>25GHz(~780nm)2、PED100光电探测器主要技术参数波长范围：400-1100nm;

5、最大输入功率：2mW;频率范围：0-1MHz;上升时间：1ms;直流输出偏置：-12~+12V；接受光面积：1.6mm21、波长计波长范围：385nm-1095nm；精度：0.005nm；分辨率：0.001nm；尺寸：281mmx105mmx352mm。2、声光移频器主要技术参数中心波长780nm，移频中心频率1.5GHz，效率>20%，衍射效率大于30%，移频范围：1500MHz±200MHz,3、变频驱动器频率范围10MHz—1700MHz，中心频率范围：10MHz—1700MHz。4、平衡零差探测器波长范围：320-1000nm;共

6、模抑制比：大于25dB；输出电压噪声:小于9mV；有源探测器直径：0.8mm.5、硅雪崩光电探测器波长范围：400-1000nm；3dB下最大带宽：400MHz；有源探测器直径：0.5mm；典型的峰值响应度：53A/W@800nm(M=100)；温度补偿的版本在18至28℃的范围内提供M因子的稳定性≤±3%,可选的可变增益探测器：M因子从10到100.1、可调谐半导体激光器中心波长：776nm；输出波长：90mW@776nm；无跳模范围：15GHz；使用寿命：可工作5000小时。