超短脈沖雙光子糾纏的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文超短脈沖雙光子糾纏的實(shí)驗(yàn)研究姓名：江云坤申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：光學(xué)指導(dǎo)教師：郭光燦史保森2000.10.12000芷中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文有效提高四階干涉，而要使得I型脈沖糾纏光子對(duì)能應(yīng)用于量子信息的實(shí)驗(yàn)研究，其干涉可見(jiàn)度必須超過(guò)經(jīng)典極限的干涉可見(jiàn)度(50％)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果有助于我們更好理解I型脈沖糾纏雙光子對(duì)的理論。廣3—2脈沖雙光子糾纏中的單光子干涉：／悼光子源在實(shí)現(xiàn)量子密鑰分配中的重要地位使得單光子

2、的產(chǎn)生一直為人們所重視。實(shí)驗(yàn)上，通常將激光束進(jìn)行大幅度衰減得到單光子態(tài)，但這實(shí)際上并不是嚴(yán)格意義上的Fock態(tài)。下轉(zhuǎn)換光子作為更嚴(yán)格的單光子源，有必要在實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行深入分析。在本論文中，我們利用飛秒脈沖I型下轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的雙光子糾纏對(duì)，選擇其中一路下轉(zhuǎn)換光作為單光子源，采用麥克爾遜干涉儀進(jìn)行單光子干涉實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)得到最高干涉可見(jiàn)度為79％。單光子干涉調(diào)制曲線(xiàn)與泵浦脈沖譜線(xiàn)分布、下轉(zhuǎn)換過(guò)程以及干涉濾光片的透射譜線(xiàn)分布有關(guān)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析基

3、本相符。而對(duì)飛秒脈沖雙光子糾纏中的單光子干涉實(shí)驗(yàn)分析尚屬首次。卜773飛秒脈沖Ⅱ型塾煮王糾纏王瀧；刖用II型參量下轉(zhuǎn)換可以產(chǎn)生偏振糾纏的雙光子對(duì)，由于飛秒脈沖II型參量下轉(zhuǎn)換在量子信息領(lǐng)域已取得了重要成果，促使人們對(duì)II型脈沖糾纏光子對(duì)實(shí)驗(yàn)研究產(chǎn)生濃厚的興趣，而對(duì)II型脈沖雙光子對(duì)糾纏特性的分析有助于實(shí)驗(yàn)上的更好應(yīng)用。在本論文中，首先，用飛秒脈沖泵浦11型非線(xiàn)性BBO晶體，在共線(xiàn)方向產(chǎn)生參量下轉(zhuǎn)換正交偏振雙光子態(tài)。我們利用HongOu—

4、Mandel干涉儀在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)II型雙光子的四階干涉，實(shí)驗(yàn)使用4nm的干涉濾光片，得到了(S88)％的四階干涉可見(jiàn)度，我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析基本一致。其次，利用飛秒脈沖II型參量下轉(zhuǎn)換在非共線(xiàn)方向產(chǎn)生偏振糾纏的雙光子對(duì)，我們利用三塊不同長(zhǎng)度晶體分析晶體長(zhǎng)度以及探測(cè)譜線(xiàn)寬度對(duì)糾纏四階干涉的影響，實(shí)驗(yàn)選用長(zhǎng)度分別為o1mm、o5mm和10mm的BBO晶體。通過(guò)對(duì)兩光路偏振角度的測(cè)量得到四階干涉結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明隨晶體長(zhǎng)度的增大，雙光子干