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铯原子D_2线的多模双光子态的实验制备

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毕业论文范文题目：铯原子D_2线的多模双光子态的实验制备，论文范文关键词：铯原子D_2线的多模双光子态的实验制备
铯原子D_2线的多模双光子态的实验制备毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：光学参量下转换过程产生的纠缠双光子对是研究量子信息传递和量子光学的重要量子资源,它已经广泛应用到量子密码,量子离物传态,量子计算机等方面的研究中;另一方面,光学参量下转换过程也是制备窄线宽单光子的有效途径之一,最近引起了广泛的关注。相对于自发参量下转换过程,工作在远低于泵浦阈值功率的参量振荡器(OPO)产生的是窄带宽的多模双光子态。通过光学滤波的方式,我们可以获得窄线宽的单模双光子对。这为基于OPO系统的窄线宽单光子源的实现提供了可行的途径。这种方法获得的单光子具有高的收益率(HighYieldEfficie（文章此处忽略..）ncy)、高纯度(HighPurity)和窄线宽(Narrow-Band)等优点。故其可以高效地实现光场与原子的相互作用,以及实现量子信息的长距离传输和存储。在我们实验中搭建OPO系统主要有两个目的:一是为研究放置在高精细度光学微腔中的单原子与非经典光场相互作用提供非经典光源;另一目的是基于光学参量过程产生高质量的单光子态和其它非经典态。而远低于阈值的OPO产生出来的双光子态是一种典型的非经典光场,它具有强烈的聚束效应(BunchingEffect),能够通过符合光子计数观察关联函数的方法进行测量。这种方法为研究光场（本文此处忽略..）与原子相互作用提供了测量手段。同时,研究远低于阈值工作的OPO产生的双光子态的性质能够为我们下一步制备窄线宽的预告式单光子源的工作提供必要的基础。基于此,我们搭建了OPO系统并研究了远低于阈值工作的OPO产生的双光子态的二阶关联函数和二阶相干度。本文的主要内容如下:(1)从理论上推导和分析了动态光学腔场的建立,腔参数的测量方法。接着从麦克斯韦方程出发推导了二阶非线性过程中的倍频和参量下转换过程。在此基础上,我们采用半经典的方法求解了远低于阈值的OPO产生的多模光场的二阶关联函数,并对实验测量系统的响应时间对二（此处忽略..）阶关联函数测量的影响进行了分析。(2)实验上,我们在原有的倍频系统的基础上对腔参数以及腔机械结构进行了优化,设计了结构完全相同的倍频(SHG)腔和参量下转换(OPO)腔。优化以后SHG腔的倍频效率为η=50%,搭建的OPO腔的泵浦阈值功率为p_(th)=123mW。实验中通过两腔同时做倍频,调节SHG腔倍频输出蓝光和OPO腔输出蓝光在OPO腔中干涉的方法实现了OPO腔的泵浦光的耦合,干涉条纹的最大相对对比度为60%。(3)测量系统采用了两个单光子探测器组成的标准的HBT方案,我们分别研究了在探测系统分辨率为1ns和250ps时多模双光子态的二阶关联性质（文章此处忽略..）。实验表明:我们通过参量下转换的方式获得了多模双光子态,这为实现预告式窄线宽的单光子源的制备构建了平台。实验中我们还进一步研究了PPKTP晶体温度以及OPO的泵浦功率对多模双光子态的关联函数的影响。实验表明:即使远离晶体的最佳匹配温度点还是有一定数目的双光子对通过参量下转换过程产生出来;多模双光子态表现出的聚束效应,聚束效应随泵浦功率的增加而减弱。(4)最后,我们对本实验中工作做了总结并对下一步即将开展的工作做了简要介绍。

以上为本篇毕业论文范文铯原子D_2线的多模双光子态的实验制备的介绍部分。

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