压缩光源,是量子光学实验研究的基础和重点,由于其噪声低于标准量子极限(或者散粒噪声基准),压缩光源在超微弱信号检测和传输、高信噪比的精密测量中得到广泛的应用。同时,用压缩光源制备的纠缠态是量子信息科学的重要基础,是量子通信和光学精密测量的基本工具。压缩光源完成了经典光无法完成的任务,让信息传递更加保密,传输容量更大,信号处理速度也越来越快。光与原子的相互作用产生的丰富物理现象,如电磁感应透明、拉曼过程、四波混频效应等,让原子成为光信息产生、存储和读取的良好媒介。我们以热碱金属铷原子(Rb-85)蒸气作为非线性光学介质,利用Rb-85的double-A的能级结构,将强的泵浦光(pump)和弱的探针光(probe)注入该原子系综产生四波混频过程,产生一束新的共轭光(conjugate),探针光和共轭光展现了强的量子关联特性,实验上我们实现了5dB的强度差压缩光源。压缩带宽以及低频压缩也是压缩光源的重要特性,在信息处理当中,涉及到如何探测和传输特定带宽的光信号。低频压缩光源的产生有利于将压缩光源去测量低频范围的微弱信号,比如引力波的探测。我们通过该四波混频系统得到了低至1.5kHz的低频压缩。同时,我们可以通过改变泵浦光强的方法得到不同带宽的强度差压缩,这是一种带宽选取和控制的简单灵活的方法,在低噪声量子通信带宽控制问题上具备潜在的应用。我们采用两个级联的四波混频过程,首次实验上实现了1986年B.Yurke提出的非线性干涉仪理论。利用四波混频放大的特点,非线性干涉仪的干涉强度远高于线性干涉仪的干涉强度,从而能够提高对相位起伏的测量灵敏度。由于非线性干涉仪利用的是具有量子关联的探针光和闲置光,干涉输出端的噪声在干涉相消时相互抵消,可以接近真空噪声水平,并且四波混频是个参量过程,可以将信号放大,从而得到很高的信噪比。非线性干涉仪是强度差压缩光源的重要应用之一。