大型儀器簡介量子光源制備及檢測系統(tǒng)簡介

1、量子光源制備及檢測系統(tǒng)簡介系統(tǒng)主要功能光場中的壓縮態(tài)和糾纏態(tài)是量子信息過程的重要資源。在光場中，自第一個壓縮態(tài)在四波混頻過程中實現(xiàn)以來，四波混頻過程一直受到人們的關注，特別是最近在原子氣室內(nèi)利用非簡并四波混頻過程產(chǎn)生強關聯(lián)的明亮李生光束的實驗，使其成為量子光學研究領域的熱點。本套系統(tǒng)的功能可以實現(xiàn)在堿金屬原子蒸氣中利用非簡并四波混頻以及六波混頻研究量子強關聯(lián)光場方面的工作，主要包括：1 .利用兩套自零拍探測系統(tǒng)測量強度差壓縮，該探測系統(tǒng)可以非常方便的同時測量到散粒噪聲基準、強度差壓縮和反壓縮噪聲譜，克服了以往實驗中的困難；2 .研究額外噪聲對四波混頻產(chǎn)生壓縮光的影響，并通過實驗進行了證明。3

2、.利用六波混頻過程研究攣生三光束之間的量子光學性質(zhì)。4 .SolsTis-F型寬調(diào)諧單頻可調(diào)諧鈦寶石激光器在激光光束在空間的傳輸特性，鈦寶石激光器鎖?，F(xiàn)象的觀測和光與物之相互作用的吸收和色散特性等方面的實驗，通過電腦直接控制完成，可觀察到整個物理過程。5 .多光子糾纏光源在量子成像方面的應用。二、系統(tǒng)基本原理：(a)(b)圖1鋤原子(85Rb)中的四波混頻過程。(a)糾纏光源器件原型圖；(b)原子能級系統(tǒng)。SD-FWMpumpSWMa仇圖2多波混頻實驗的幾何配置圖。強光場（pump）聚焦入射到鋤原子樣品池中，并且與對稱分布的探測場（probe/&和共轉(zhuǎn)場（MWM/K耦合在樣品池中。實際

3、上，根據(jù)相位匹配的特點，耦合區(qū)域可以分布在一定的范圍（）卻且呈圓柱形對稱。如果在這個耦合區(qū)域內(nèi)注入如圖所示的一個種子光（probe）,這個注入的種子光和其相對應的共轉(zhuǎn)場（FWM/SWM）就會構建一對學生光束。系統(tǒng)應用范圍:糾纏光源及其應用基礎研究；多波混頻量子鬼成像技術研究。圖3（a）無注入時關聯(lián)成像原理示意圖；（b）有注入時關聯(lián)成像原理示意圖。由于固體材料包括極短相干時間轉(zhuǎn)換效率以及相位失匹條件的限制，使得研究利用三階非線性過程產(chǎn)生的糾纏光作為光源變得尤為重要。在此基礎上我們提出利用自衍射型FWM獲得動量糾纏光作為關聯(lián)成像光源，研究其在強度關聯(lián)成像技術上的應用。圖3（a）和（b）分別給出了無

4、注入和有注入自衍射型FWM關聯(lián)成像實現(xiàn)原理圖四、系統(tǒng)所包含的主要儀器和性能參數(shù)1、SolsTis-F型寬調(diào)諧單頻可調(diào)諧鈦寶石激光器290 mm/17D min主要技術參數(shù)泵浦源激光器：中心波長：532nm ,（連續(xù)光）輸由功率：15W,水冷系統(tǒng)；環(huán)形腔鈦寶石激光器：激光線寬:<75KHz ;調(diào)諧范圍:725-925nm ;功率：1.0W;掃描范圍：>25GHz(780nm)2、PED100光電探測器圖1光電探器內(nèi)藻靖的里圖2光電!醐舞的基本原理圖主要技術參數(shù)波長范圍：400-1100nm;最大輸入功率：2mW;頻率范圍：0-1MHz;上升時間：1ms;直流輸出偏置：-12+12V;

5、接受光面積：1.6mm21、波長計Front ViewWaV電 MaStr lakm waveibkth wete4543.365, nm:亡 W.Ax ll *4g；leCKLiGH- MKTflAlT WUTDCM. 4T MHfLtEMnvuBack View波長范圍：385nm-1095nm;精度：0.005nm;分辨率：0.001nm;尺寸：281mmx105mmx352mm。2、聲光移頻器主要技術參數(shù)中心波長780nm,移頻中心頻率1.5GHz,效率20%,衍射效率大于30%,移頻范圍：1500MHz±200MHz,3、變頻驅(qū)動器頻率范圍10MHz1700MHz,中心頻率范圍：10MHz1700MHz。4、平衡零差探測器波長范圍：320-1000nm;共模抑制比：大于25dB;輸出電壓噪聲：小于9mV;有源探測器直徑：0.8mm.5、硅雪崩光電探測器波長范圍：400-1000nm;3dB下最大帶寬：400MHz;有源探測器直徑：0.5mm;典型的峰值響應度：53A/W800nm(M=100)溫度補償?shù)陌姹驹?8至28c的范圍內(nèi)提供M因子的穩(wěn)定性<±