1.5μm光通信波段明亮压缩态光场的产生及其Wigner函数的重构

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压缩态光场作为量子信息研究领域的重要资源之一,不仅可用于突破散粒噪声极限的精密测量、与原子相互作用的量子存储和操控等实验研究;还可以通过分束器耦合获得连续变量量子纠缠源,用于实现量子离物传态、量子密集编码以及量子保密通信等研究。而对于实用化量子信息研究,连续变量非经典光场需要和现有的光纤通信系统兼容以实现长距离传输,因而制备光纤通信波段1.5μm非经典态光场非常必要。通过信号光注入的简并光学参量放大器可获得明亮压缩态光场,由于输出场不为零有利于光学参量放大器腔长的锁定,可获得长时间输出稳定的压缩态光场,为基于光纤的实用化长距离量子信息研究提供理想的量子光源。同时我们对压缩态光场Wigner准概率分布函数进行重构,重现其在相空间演化的全部信息,为进一步研究压缩态光场在光纤中的传输特性提供有力的手段。  本文研究了连续变量1.5μm光通信波段压缩态光场的产生及其Wigner函数的重构,主要内容如下:  1、利用阈值以下I类简并光学参量放大器,制备了连续变量1.5μm明亮压缩态光场。当光学参量放大器处于放大状态,输出下转换场为明亮正交位相压缩态光场,测得其压缩度为4.7dB。当光学参量放大器处于反放大状态,输出下转换场为明亮正交振幅压缩态光场,测得其压缩度为3dB。  2、利用时域平衡零拍探测技术和量子层析技术对1.5μm明亮正交位相压缩光进行了Wigner准概率分布函数重构。
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