非經(jīng)典頻率梳的產(chǎn)生與應(yīng)用.pdf

1、非經(jīng)典光場是量子信息學的重要資源，它能夠幫助人們構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)量子通信、量子計算、量子測量、量子成像等。多模非經(jīng)典光場不但在量子密鑰共享、量子協(xié)作等量子信息處理工作中有著重要的應(yīng)用價值，同時它還是擴充量子信道容量的重要途徑，因而如何構(gòu)建簡潔實用的多模非經(jīng)典光源是目前量子信息學的研究熱點。眾所周知，鎖模飛秒脈沖激光作為一種光學頻率梳，擁有極寬的譜線寬度。其在一個脈沖之內(nèi)包含著成千上萬個頻率成分，因此光學頻率梳本身就是制備多模非經(jīng)典場的

2、優(yōu)質(zhì)光源。同時，超高的峰值功率和良好的光學相干性使鎖模飛秒激光脈沖在精確測量領(lǐng)域同樣擁有著非凡的應(yīng)用價值。近些年來，利用同步泵浦光學參量振蕩器和非線性相互作用，人們已經(jīng)在實驗中獲得了非經(jīng)典頻率梳。較經(jīng)典頻率梳而言，非經(jīng)典頻率梳擁有著特殊的噪聲特性，它可以幫助我們實現(xiàn)突破量子噪聲極限的時間精確計量、超高精度的參量估算以及基于連續(xù)變量的量子計算。
　　 本文的主要工作是圍繞非經(jīng)典頻率梳的實驗產(chǎn)生和應(yīng)用展開，其核心內(nèi)容包含以下的幾個方

3、面:
　　 (1)非經(jīng)典頻率梳的實驗產(chǎn)生。同步泵浦光學參量振蕩器是制造非經(jīng)典頻率梳的重要手段，其特點是可以使頻率梳內(nèi)的所有頻率成分在諧振腔內(nèi)同時共振，并通過參量過程獲得參量增益。實驗利用鎖模飛秒脈沖激光器泵浦同步光學參量振蕩器，在分析頻率2MHz處獲得了大于2.2個dB的振幅壓縮態(tài)光場以及大于2.6個dB的正交位相壓縮態(tài)光場。這一光源有望應(yīng)用于制造高精度的時間延時器和進行高精度地參量估算。
　　 (2)基于平衡零拍時間探

4、測的位相問題。利用平衡零拍探測和飛秒脈沖激光可以幫助我們實現(xiàn)相距較遠兩地之間的時鐘同步，這個時間標準的傳輸和同步的精度受到量子噪聲的約束。非經(jīng)典頻率梳可以幫助我們實現(xiàn)突破量子噪聲極限的時間測量，從而極大地提高時間計量的精度。在實際應(yīng)用過程中，平衡零拍的本底場與信號場之間的相對位相抖動對利用非經(jīng)典頻率梳的時間測量影響很大。文章基于2008年Lamine的時間傳輸模型，給出了時間同步的量子標準極限，并重點討論了采用非經(jīng)典光場作為信號光場時相