超短脈沖雙光子糾纏的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、中國科學(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：江云坤申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：光學(xué)指導(dǎo)教師：郭光燦史保森2000.10.12000芷中國科學(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型脈沖糾纏光子對能應(yīng)用于量子信息的實(shí)驗(yàn)研究，其干涉可見度必須超過經(jīng)典極限的干涉可見度(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，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)得到最高干涉可見度為79％。單光子干涉調(diào)制曲線與泵浦脈沖譜線分布、下轉(zhuǎn)換過程以及干涉濾光片的透射譜線分布有關(guān)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析基

3、本相符。而對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，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II型脈沖糾纏光子對實(shí)驗(yàn)研究產(chǎn)生濃厚的興趣，而對II型脈沖雙光子對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型非線性BBO晶體，在共線方向產(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)換在非共線方向產(chǎn)生偏振糾纏的雙光子對，我們利用三塊不同長度晶體分析晶體長度以及探測譜線寬度對糾纏四階干涉的影響，實(shí)驗(yàn)選用長度分別為o1mm、o5mm和10mm的BBO晶體。通過對兩光路偏振角度的測量得到四階干涉結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明隨晶體長度的增大，雙光子干