平衡零拍探測(cè)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(cè)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(zhuān)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(chǎng)的經(jīng)典噪聲不同，量子噪聲在物理上無(wú)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(diǎn)和難點(diǎn)。近二十年來(lái)的實(shí)驗(yàn)研究證明，光場(chǎng)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(gè)首要任務(wù)便是如何對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。平衡零拍探測(cè)是探測(cè)壓縮態(tài)光場(chǎng)量子噪聲的重要技術(shù)手段。在以往的探測(cè)系統(tǒng)中需要使用一對(duì)性能對(duì)稱的光電探測(cè)器，首先必須挑選性能對(duì)稱的電子元器件，這就使得制作一對(duì)完全對(duì)稱的平衡零拍探測(cè)器十分困難。受基爾霍夫電流定律的啟發(fā)，我們?cè)O(shè)計(jì)并制作了新型的平衡零拍探測(cè)器，該探測(cè)器通過(guò)串聯(lián)兩光電二極管的辦法獲取電流

3、差信號(hào)，避免了制作一對(duì)對(duì)稱探測(cè)器的工作，同時(shí)提高了探測(cè)系統(tǒng)的共模抑制比。本文在介紹光場(chǎng)壓縮態(tài)的相關(guān)理論知識(shí)之后，結(jié)合半導(dǎo)體電子學(xué)相關(guān)知識(shí)闡述了平衡零拍探測(cè)器的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)并測(cè)試了探測(cè)器的性能。測(cè)試結(jié)果表明，該探測(cè)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(tái)v , 4 E 1 好滿足量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于平衡零拍探測(cè)器的要求。關(guān)鍵詞量子噪聲；共模