波長可調諧雙光子源的實驗制備.pdf

1、量子糾纏是量子信息學中最重要也是最為奇特的一個課題。在量子信息學中，量子信息的處理離不開量子態(tài)及其演化，而量子糾纏態(tài)毫無疑問是各種各樣的量子態(tài)中最重要的一種。量子糾纏在量子信息學的兩大領域--量子通信和量子計算中都有著廣泛的應用。要實現量子計算首先就要實現兩比特邏輯門，通常是受控非門(CNOT)，這種邏輯門事實上就是將兩個量子比特糾纏起來的過程。除此之外，量子糾錯碼方案通常也要使用量子糾纏態(tài)；在量子通信中，使得糾纏態(tài)具有重要意義的主要是

2、量子隱形傳態(tài)技術。甚至有人認為在某種意義上可以將量子通信等價于異地糾纏態(tài)的建立，操縱和測量。另一方面，對于量子糾纏態(tài)的性質研究也會使得我們能夠更深刻地理解量子力學。此外，迄今為止，作為最有望首先在實際應用中取得突破的量子密鑰傳輸到現在仍沒有實現網絡化傳輸，這大大制約了其實用價值。這其中的關鍵在于沒有量子路由器。以上所說也正是本人將糾纏源(雙光子源)的研究作為碩士論文主要內容的原因。 迄今為止，實現量子糾纏態(tài)的制備、操縱的最重要、

3、最常用也是最方便的方法就是利用在非線性光學晶體中的自發(fā)參量下轉換過程產生光子糾纏態(tài)。在以前的實驗中，用連續(xù)激光泵浦的糾纏源通常有良好的光譜性質，而脈沖激光泵浦的糾纏源則有著更好的時間同步特性以及更高的多光子產生率并被廣泛應用于制備具有良好的時間關聯特性的光子源，比如三光子態(tài)，四光子態(tài)甚至是六光子態(tài)。也有些人嘗試用周期性極化晶體來產生新的光子源并取得了一些成績。但是很遺憾目前沒有人能夠同時把超短脈沖泵浦和信號光置于通信波段結合起來。這就意

4、味著目前沒有適合于用在光纖網絡通信的高質量光源。本文在介紹了一個基于周期性極化鈮酸鋰晶體的波長可調諧通信波段雙光子源。其參量光波長分別為1550nm(通信波段)和539nm(可見光波段)附近。使得該光源既有光纖傳輸時的高效率，也有休閑光在可見光波段單光子探測器的高可探測率。此外把信號光的線寬控制在3nm以內，在超短脈沖泵浦的光源中這是一個很大的進步。通過精確控制晶體溫度，在通信波段獲得超過50nm范圍的波長調諧范圍。波長連續(xù)可調的實現，