熱原子中四波混頻產(chǎn)生壓縮光的相關(guān)研究.pdf

1、光場本質(zhì)上是一種量子場，因此量子光場具有某些純屬于量子特征的性質(zhì)，而這些性質(zhì)都是經(jīng)典光學(xué)理論所無法解釋的，我們稱之為非經(jīng)典特性。現(xiàn)在實驗上證實的量子光場存在著三種非經(jīng)典效應(yīng)，它們分別是:光子反聚束、亞泊松分布和壓縮態(tài)。研究量子光場的非經(jīng)典效應(yīng)不僅有助于進(jìn)一步揭示光場的量子本質(zhì)，而且這些效應(yīng)還可以在光通訊、高精密干涉測量以及微弱信號測量等方面有著重要的應(yīng)用。
　　自從在實驗上實現(xiàn)了非經(jīng)典光場以來，由于其特殊的優(yōu)越性，非經(jīng)典光場得到了

2、比較廣泛的應(yīng)用，尤其是應(yīng)用于量子的非破壞測量、量子離物傳態(tài)、量子密集編碼和量子保密通訊等量子信息領(lǐng)域。我們主要研究的壓縮態(tài)光場是進(jìn)行量子信息處理過程的重要資源，近年來人們對其的研究取得了很大的進(jìn)步。1985年，美國的貝爾實驗室首先在實驗上觀察到了壓縮光，他們所采用的是鈉原子束中的非簡并四波混頻裝置。后來人們在實驗上用氬離子激光泵浦100米光纖作為非簡并四波混頻的介質(zhì)，觀察到壓縮光。此后四波混頻過程受到人們的極大關(guān)注，特別是最近在原子氣室

3、內(nèi)利用非簡并四波混頻過程產(chǎn)生強(qiáng)關(guān)聯(lián)的明亮孿生光束的實驗，使其成為量子光學(xué)研究領(lǐng)域的一個熱點。四波混頻(Four Wave Mixing，F(xiàn)WM)是光和物質(zhì)之間的一種非線性作用過程，在這個過程中共有三個光場同介質(zhì)相互作用，從而產(chǎn)生第四個光場。在這三個光場中其中比較強(qiáng)的泵浦光在與介質(zhì)相互作用時會產(chǎn)生很強(qiáng)的非線性極化效應(yīng)，從而導(dǎo)致介質(zhì)同其他光場的相互作用。
　　本文中，我們主要研究在以銣原子蒸氣為介質(zhì)的非簡并四波混頻過程中獲得強(qiáng)度差壓縮

4、態(tài)光場，主要內(nèi)容有以下三個部分:
　　第一:對以銣原子蒸氣為介質(zhì)的四波混頻過程進(jìn)行理論研究，具體介紹了四波混頻的過程，產(chǎn)生強(qiáng)度差壓縮的理論模型，分析該過程中的相位匹配和增益，以及采用探測系統(tǒng)同時探測產(chǎn)生的壓縮光的散粒噪聲基準(zhǔn)、強(qiáng)度差壓縮和反壓縮噪聲譜。
　　第二:根據(jù)理論分析，搭建實驗平臺，調(diào)節(jié)光路，在實驗上實現(xiàn)銣原子蒸氣中的四波混頻過程產(chǎn)生壓縮態(tài)光場，對四波混頻過程產(chǎn)生的強(qiáng)度差壓縮進(jìn)行實驗探測，根據(jù)探測結(jié)果，選擇合適的實驗