平衡零拍探測器的研制

1、山西大學(xué)2 0 1 2 屆碩士學(xué)位論文平衡零拍探測器的研制作者姓名 王金晶指導(dǎo)教師 賈曉軍副教授彭墊墀教授學(xué)科專業(yè) 光學(xué)工程研究方向 量子光學(xué)培養(yǎng)單位 量子光學(xué)與光量子器件國家重點實驗室光電研究所學(xué)習(xí)年限 2 0 0 9 年9 月至2 0 1 2 年6 月二O 一二年六月中文摘要中文摘要量子噪聲普遍存在于物理世界之中，同光場的經(jīng)典噪聲不同，量子噪聲在物理上無法消除，這是由量子力學(xué)基本原理的限定所導(dǎo)致的結(jié)果。如何突破量子噪聲的限制，成為量

2、子光學(xué)研究領(lǐng)域的重點和難點。近二十年來的實驗研究證明，光場壓縮態(tài)正好能夠克服和突破標(biāo)準(zhǔn)量子極限，因此研究壓縮態(tài)的一個首要任務(wù)便是如何對其進(jìn)行探測。平衡零拍探測是探測壓縮態(tài)光場量子噪聲的重要技術(shù)手段。在以往的探測系統(tǒng)中需要使用一對性能對稱的光電探測器，首先必須挑選性能對稱的電子元器件，這就使得制作一對完全對稱的平衡零拍探測器十分困難。受基爾霍夫電流定律的啟發(fā)，我們設(shè)計并制作了新型的平衡零拍探測器，該探測器通過串聯(lián)兩光電二極管的辦法獲取電流

3、差信號，避免了制作一對對稱探測器的工作，同時提高了探測系統(tǒng)的共模抑制比。本文在介紹光場壓縮態(tài)的相關(guān)理論知識之后，結(jié)合半導(dǎo)體電子學(xué)相關(guān)知識闡述了平衡零拍探測器的設(shè)計原理、設(shè)計結(jié)構(gòu)并測試了探測器的性能。測試結(jié)果表明，該探測器在2 M H z 的調(diào)制頻率下共模抑制比達(dá)到3 9 d B ，飽和光功率1 8 m W ，并且擁有良好的交、直流線性增益特性，這些指標(biāo)臺v , 4 E 1 好滿足量子光學(xué)實驗對于平衡零拍探測器的要求。關(guān)鍵詞量子噪聲；共模