弱抽运下光学参量过程中压缩真空场的光子统计性质

赵冬梅; 李志刚; 郭龑强; 李刚; 王军民; 张天才

doi:10.7498/aps.59.6231

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摘要

在理论和实验上研究了光学参量振荡中产生的弱压缩真空场的光子统计行为. 弱压缩真空具有强烈的光子聚束效应,这种比热光场更强的聚束效应在量子光学和量子测量中具有重要的应用. 利用远离阈值的光学参量振荡(optical parametric oscillator, OPO )过程,在实验上产生了该弱压缩真空输出,运转波长在铯原子线附近. 通过Hanbury-Brown-Twiss(HBT)测量了OPO输出光场的二阶关联函数,实验结果与理论分析基本一致.

关键词:

作者及机构信息

1.
量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学光电研究所,太原 030006

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10974125, 60808006, 60821004, 60978017),国家重点基础研究发展计划(973)(批准号:2006CB921102)资助的课题.

参考文献

[1]	Wu L A, Kimble H J, Hall J L, Wu H F 1986 Phys. Rev. Lett. 57 2520
[2]	Takeno Y, Yukawa M, Yonezawa H, Furusawa A 2007 Opt. Express 15 4321
[3]	Mehmet M, Vahlbruch H, Lastzka N, Danzmann K, Schnabel R 2010 Phys. Rev. A 81 013814
[4]	Lu Y J, Ou Z Y 2000 Phys. Rev. A 62 033804
[5]	Grosse N B, Symul T, Stobinska M, Ralph T C, Lam P K 2007 Phys. Rev. Lett. 98 153603
[6]	Ekert A K 1991 Phys. Rev. Lett. 67 661
[7]	Bennett C H , Brassard G, Cr'epeau C, Jozsa R, Peres A, Wootters W K 1993 Phys. Rev. Lett. 70 1895
[8]	Zhai Z H, Li Y M, Wang S K, Guo J, Zhang T C, Gao J R 2005 Acta Phys. Sin. 54 2710 (in Chinese) [翟泽辉、李永明、王少凯、郭娟、张天才、郜江瑞 2005 物理学报 54 2710]
[9]	Bouwmeester D, Pan J W, Mattle K, Eibl M, Weinfurter A, Zeilinger H 1997 Nature (London) 390 575
[10]	Ghosh R, Mandel L 1987 Phys. Rev. Lett. 59 1903
[11]	Zhang J, Wang J M, Zhang T C 2007 Opt. Commun. 227 353
[12]	Honda K, Akamatsu D, Arikawa M, Yokoi Y, Akiba K, Nagatsuka S, Tanimura T, Furusawa A, Kozuma M 2008 Phys. Rev. Lett. 100 093601
[13]	Appel J, Figueroa E, Korystov D, Lobino M, Lvovsky A I 2008 Phys. Rev. Lett. 100 093602
[14]	Loudon R, Knight P L 1987 Journal of modern Optics 34 709
[15]	Guo G C 1990 Quantum Optics (Beijing : Heigher Education Press) p539 (in Chinese)[郭光灿 1990 量子光学 (北京:高等教育出版社) 第539页]
[16]	Tan W H 2009 Introduction to Quantum Optics (Beijing : Science Press ) Fig5—22 (in Chinese) [谭维翰 2009 量子光学导论(北京:科学出版社) 图5—22]
[17]	Ficek Z, Wahiddin M R 2004 Quantum Optics - Fundamentals and Applications (Kuala Lumpur: International Islamic University Press) p72
[18]	Wu L A, Xiao M, Kimble H J 1987 Opt. Soc. Am. B 4 1465
[19]	Goto H, Yanagihara Y, Wang H, Horikiri T, Kobayashi T 2003 Phys. Rev. A 68 015803
[20]	Song X L, Li Z G, Zhang P F, Li G, Zhang Y C, Wang J M, Zhang T C 2007 Chin. Opt. Lett. 5 596
[21]	Li G, Zhang Y C, Li Y, Wang X Y, Zhang J, Wang J M, Zhang T C 2006 Appl.Opt. 45 7628
[22]	Li Y, Li G, Zhang Y C, Wang X Y, Zhang J, Wang J M, and Zhang T C 2007 Phys. Rev. A 76 013829
[23]	Li Y, Li G, Zhang Y C, Wang X Y, Wang J M, Zhang T C 2006 Acta Phys. Sin. 55 5779 (in Chinese) [李园、李刚、张玉驰、王晓勇、王军民、张天才2006 物理学报 55 5779]
[24]	Li G, Zhang T C, Li Y, Wang J M 2005 Phys. Rev. A 71 02307

施引文献

[1]	Wu L A, Kimble H J, Hall J L, Wu H F 1986 Phys. Rev. Lett. 57 2520
[2]	Takeno Y, Yukawa M, Yonezawa H, Furusawa A 2007 Opt. Express 15 4321
[3]	Mehmet M, Vahlbruch H, Lastzka N, Danzmann K, Schnabel R 2010 Phys. Rev. A 81 013814
[4]	Lu Y J, Ou Z Y 2000 Phys. Rev. A 62 033804
[5]	Grosse N B, Symul T, Stobinska M, Ralph T C, Lam P K 2007 Phys. Rev. Lett. 98 153603
[6]	Ekert A K 1991 Phys. Rev. Lett. 67 661
[7]	Bennett C H , Brassard G, Cr'epeau C, Jozsa R, Peres A, Wootters W K 1993 Phys. Rev. Lett. 70 1895
[8]	Zhai Z H, Li Y M, Wang S K, Guo J, Zhang T C, Gao J R 2005 Acta Phys. Sin. 54 2710 (in Chinese) [翟泽辉、李永明、王少凯、郭娟、张天才、郜江瑞 2005 物理学报 54 2710]
[9]	Bouwmeester D, Pan J W, Mattle K, Eibl M, Weinfurter A, Zeilinger H 1997 Nature (London) 390 575
[10]	Ghosh R, Mandel L 1987 Phys. Rev. Lett. 59 1903
[11]	Zhang J, Wang J M, Zhang T C 2007 Opt. Commun. 227 353
[12]	Honda K, Akamatsu D, Arikawa M, Yokoi Y, Akiba K, Nagatsuka S, Tanimura T, Furusawa A, Kozuma M 2008 Phys. Rev. Lett. 100 093601
[13]	Appel J, Figueroa E, Korystov D, Lobino M, Lvovsky A I 2008 Phys. Rev. Lett. 100 093602
[14]	Loudon R, Knight P L 1987 Journal of modern Optics 34 709
[15]	Guo G C 1990 Quantum Optics (Beijing : Heigher Education Press) p539 (in Chinese)[郭光灿 1990 量子光学 (北京:高等教育出版社) 第539页]
[16]	Tan W H 2009 Introduction to Quantum Optics (Beijing : Science Press ) Fig5—22 (in Chinese) [谭维翰 2009 量子光学导论(北京:科学出版社) 图5—22]
[17]	Ficek Z, Wahiddin M R 2004 Quantum Optics - Fundamentals and Applications (Kuala Lumpur: International Islamic University Press) p72
[18]	Wu L A, Xiao M, Kimble H J 1987 Opt. Soc. Am. B 4 1465
[19]	Goto H, Yanagihara Y, Wang H, Horikiri T, Kobayashi T 2003 Phys. Rev. A 68 015803
[20]	Song X L, Li Z G, Zhang P F, Li G, Zhang Y C, Wang J M, Zhang T C 2007 Chin. Opt. Lett. 5 596
[21]	Li G, Zhang Y C, Li Y, Wang X Y, Zhang J, Wang J M, Zhang T C 2006 Appl.Opt. 45 7628
[22]	Li Y, Li G, Zhang Y C, Wang X Y, Zhang J, Wang J M, and Zhang T C 2007 Phys. Rev. A 76 013829
[23]	Li Y, Li G, Zhang Y C, Wang X Y, Wang J M, Zhang T C 2006 Acta Phys. Sin. 55 5779 (in Chinese) [李园、李刚、张玉驰、王晓勇、王军民、张天才2006 物理学报 55 5779]
[24]	Li G, Zhang T C, Li Y, Wang J M 2005 Phys. Rev. A 71 02307

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弱抽运下光学参量过程中压缩真空场的光子统计性质

1. 量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学光电研究所,太原 030006

基金项目:

国家自然科学基金(批准号:10974125, 60808006, 60821004, 60978017),国家重点基础研究发展计划(973)(批准号:2006CB921102)资助的课题.

收稿日期: 2009-11-17

修回日期: 2009-12-26

刊出日期: 2010-09-15

摘要: 在理论和实验上研究了光学参量振荡中产生的弱压缩真空场的光子统计行为. 弱压缩真空具有强烈的光子聚束效应,这种比热光场更强的聚束效应在量子光学和量子测量中具有重要的应用. 利用远离阈值的光学参量振荡(optical parametric oscillator, OPO )过程,在实验上产生了该弱压缩真空输出,运转波长在铯原子线附近. 通过Hanbury-Brown-Twiss(HBT)测量了OPO输出光场的二阶关联函数,实验结果与理论分析基本一致.

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