摘要:本文研究了由两个不同能级的原子与一个单模光场相互作用的系统,在一原子处于基态而另一原子处于激发态的初始条件下,得到系统态矢的演化。原子间的纠缠利用部分转置负本征值来研究,并且分别讨论了偶偶相互作用和光子数对两原子间纠缠演化的影响。结果表明增加原子间的偶偶相互作用和减小光子数可使原子间的纠缠增强,另外偶偶相互作用和光子数的增加均可使原子间的演化周期缩短,这一研究有助于找到提升原子间纠缠的方法。
关键词:量子光学;量子纠缠;三能级原子;偶偶相互作用
摘要:高精细度超稳光学法布里-珀罗腔可以提供高精度的频率标准和频率分辨能力,在光学频率原子钟和量子精密测量等领域发挥重要作用,将其控温至零膨胀温度点可进一步有效提高超稳光学腔共振频率的稳定度。实验中构建了一套由超低膨胀系数的微晶玻璃材料制作的球型平凹F-P腔,镀有1560.5nm和637.2nm双波长高反多层介质膜,放置于可以精确控温的超高真空系统中。利用射频调制边带法测量得到超稳光学腔的自由光谱区为3.145GHz,腔线宽 100kHz,得到超稳光学腔在设定波长的精细度可高达30000以上。在此基础上通过倍频波导器件将1560.5nm激光倍频至780.25nm,利用超稳光学腔共振频率和铷原子饱和吸收谱的对比,获得超稳光学腔在不同温度下共振频率的精确数值,根据相对腔长变化测量超稳光学腔系统的热膨胀特性,拟合得到零膨胀温度为 。高精细度光学腔提供了稳定的频率基准,同时可有效压窄激光线宽,抑制相位噪声,是产生优质光源的重要工具。我们已将其优异的短期频率稳定性和极低的频率噪声应用于通过高稳定度的637.2nm红光腔增强倍频实现高稳定度的318.6 nm窄线宽紫外激光,进一步用于铯原子单步里德堡直接激发和里德堡缀饰基态铯原子系综方面的研究。
关键词:F-P腔;零膨胀温度点;ULE超稳光学腔;热膨胀特性
摘要:高精细度超稳光学法布里-珀罗腔可以提供高精度的频率标准和频率分辨能力,在光学频率原子钟和量子精密测量等领域发挥重要作用,将其控温至零膨胀温度点可进一步有效提高超稳光学腔共振频率的稳定度。实验中构建了一套由超低膨胀系数的微晶玻璃材料制作的球型平凹F-P腔,镀有1560.5nm和637.2nm双波长高反多层介质膜,放置于可以精确控温的超高真空系统中。利用射频调制边带法测量得到超稳光学腔的自由光谱区为3.145GHz,腔线宽
关键词:F-P腔;零膨胀温度点;ULE超稳光学腔;热膨胀特性
图 ULE 超稳光学腔相对腔长变化随温度变化的拟合曲线
摘要:背景磁场的精确标定对于原子钟的闭环运转以及不确定度评估有着重要的影响。在中性原子光晶格钟的不确定度的评估中,背景磁场引入的二阶Zeeman频移是重要的贡献项之一。本文提出利用自比对的方法,测量不同背景磁场条件下镱原子钟跃迁 两个 跃迁谱线对应的Zeeman分裂频率间距差值,得到Zeeman分裂频率间距差与相应背景磁场线圈电流的对应关系,最终标定出最小Zeeman分裂间距差在三个维度上对应的补偿磁场线圈驱动电流值。在此基础上,分别调节偏置磁场处于高低磁场强度条件下,测量了剩余背景磁场对钟跃迁频率产生的二阶Zeeman频移。结果显示二阶塞曼频移系数 ,对应的二阶Zeeman频移不确定度 。这项工作的开展为镱原子光晶格钟不确定度总体评估奠定了基础。
关键词:镱原子光钟;背景磁场屏蔽;自比对方法;二阶Zeeman频移
图 二阶Zeeman 频移与磁场测量结果
摘要:背景磁场的精确标定对于原子钟的闭环运转以及不确定度评估有着重要的影响。在中性原子光晶格钟的不确定度的评估中,背景磁场引入的二阶Zeeman频移是重要的贡献项之一。本文提出利用自比对的方法,测量不同背景磁场条件下镱原子钟跃迁
关键词:镱原子光钟;背景磁场屏蔽;自比对方法;二阶Zeeman频移
图 二阶Zeeman 频移与磁场测量结果
摘要:原子极化率反映了原子体系对外场的响应程度。里德伯原子具有非常大的极化率,使得里德伯原子在量子态的外场操控以及微波场强测量方面具有很大的应用前景。极化率的测量准确度将为外场的精密测量奠定理论基础。本文利用电磁诱导透明技术,实现了铯50D里德伯态原子极化率的测量。实验中基于阶梯型电磁诱导透明光谱,首先测量了铯原子50D态的AC-Stark效应,并研究了原子能级光谱分裂间隔与场强的关系,推算得到了张量极化率与标量极化率的实验测量值。其实验测量值与计算值进行对比,两者基本吻合。里德伯态极化率的测量研究为电场对能级的调控以及对射频场电场强度的精密测量提供了保障。
关键词:里德伯原子;精细结构;电磁诱导透明;极化率
图 随电场强度变化Stark 效应的拟合结果
摘要:原子极化率反映了原子体系对外场的响应程度。里德伯原子具有非常大的极化率,使得里德伯原子在量子态的外场操控以及微波场强测量方面具有很大的应用前景。极化率的测量准确度将为外场的精密测量奠定理论基础。本文利用电磁诱导透明技术,实现了铯50D里德伯态原子极化率的测量。实验中基于阶梯型电磁诱导透明光谱,首先测量了铯原子50D态的AC-Stark效应,并研究了原子能级光谱分裂间隔与场强的关系,推算得到了张量极化率与标量极化率的实验测量值。其实验测量值与计算值进行对比,两者基本吻合。里德伯态极化率的测量研究为电场对能级的调控以及对射频场电场强度的精密测量提供了保障。
关键词:里德伯原子;精细结构;电磁诱导透明;极化率
图 随电场强度变化Stark 效应的拟合结果
摘要:量子导引相较于其他量子纠缠类型的优势在于它具有天然的不对称性,可以实现单向、且一方设备不依赖的量子任务。本文研究了特殊条件下,即力学振子的频率刚好是腔的自由光谱区的一半时,由单泵浦的光力学系统中产生的三组份量子导引特性。研究结果表明:力学模对两个光模的导引要强于光模对力学模的导引,联合导引的能力要大于单个导引的能力,且通过调节失谐量或温度可以实现力学模和光模之间的单向导引和双向导引之间的转换。该研究对于实现更安全的量子通信和构建多频率系统混合的量子网络具有一定的参考价值。
关键词:光力学系统;量子纠缠;量子导引;量子通信
摘要:量子导引相较于其他量子纠缠类型的优势在于它具有天然的不对称性,可以实现单向、且一方设备不依赖的量子任务。本文研究了特殊条件下,即力学振子的频率刚好是腔的自由光谱区的一半时,由单泵浦的光力学系统中产生的三组份量子导引特性。研究结果表明:力学模对两个光模的导引要强于光模对力学模的导引,联合导引的能力要大于单个导引的能力,且通过调节失谐量或温度可以实现力学模和光模之间的单向导引和双向导引之间的转换。该研究对于实现更安全的量子通信和构建多频率系统混合的量子网络具有一定的参考价值。
关键词:光力学系统;量子纠缠;量子导引;量子通信
摘要:基于飞秒脉冲同步泵浦光学参量振荡器(SPOPO)产生的时域多模非经典光场与空间的厄米高斯多模相结合,可以产生具有时空多模特性的非经典光场,将有望进一步扩展量子信道容量并且进行量子测量。为了实现SPOPO中多横模共振所搭建的非平面环形腔,其在补偿了像散的同时引入了光束的图像旋转。本文就这一问题,采用了高斯光束反射坐标系的构建方法,分析了非平面环形腔中坐标旋转的成因。并且进一步使用多光束干涉的方法理论上计算了当光束在谐振腔内一圈旋转 的情况下总旋转角为 。通过实验模拟验证了理论计算的正确性,并分析了在不同的坐标旋转角以及在不同透射率透射镜的情况下腔镜输出模式的旋转角度,得出了输出模式旋转角度与二者的关系,为进一步优化SPOPO系统和研究非平面腔SPOPO中的多模纠缠关系提供了依据。
关键词:量子信息;同步泵浦光学参量振荡器;像散;坐标旋转
摘要:基于飞秒脉冲同步泵浦光学参量振荡器(SPOPO)产生的时域多模非经典光场与空间的厄米高斯多模相结合,可以产生具有时空多模特性的非经典光场,将有望进一步扩展量子信道容量并且进行量子测量。为了实现SPOPO中多横模共振所搭建的非平面环形腔,其在补偿了像散的同时引入了光束的图像旋转。本文就这一问题,采用了高斯光束反射坐标系的构建方法,分析了非平面环形腔中坐标旋转的成因。并且进一步使用多光束干涉的方法理论上计算了当光束在谐振腔内一圈旋转
关键词:量子信息;同步泵浦光学参量振荡器;像散;坐标旋转