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低频标准真空涨落的测量

薛佳 秦际良 张玉驰 李刚 张鹏飞 张天才 彭堃墀

低频标准真空涨落的测量

薛佳, 秦际良, 张玉驰, 李刚, 张鹏飞, 张天才, 彭堃墀
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  • 采用自平衡零拍方案, 对低频段的标准量子真空涨落进行了测量. 实验确定了该系统的饱和光功率约为3.2 mW. 在10 Hz400 kHz的频率范围内, 系统的共模抑制比平均为55 dB, 在100 Hz处高达63 dB, 对激光经典技术噪声具有很强的抑制作用. 当入射光功率为400 W 时, 真空涨落噪声达到11 dB. 此低频量子真空噪声探测系统可广泛应用于量子计量和量子光学等研究领域.
      通信作者: 张玉驰, yczhang@sxu.edu.cn;tczhang@sxu.edu.cn ; 张天才, yczhang@sxu.edu.cn;tczhang@sxu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 91336107, 61227902, 61275210)和山西省自然科学基金(批准号: 2014021011-2)资助的课题.
    [1]

    Caves C M 1981 Phys. Rev. D 23 1693

    [2]

    Goda K, Miyakawa O, Mikhailov E E, Saraf S, Adhikari R, McKenzie K, Ward R, Vass S, Weinstein A J, Mavalvala N 2008 Nat. Phys. 4 472

    [3]

    Chelkowski S 2007 Ph. D. Dissertation (Hannover: Gottfried Wilhelm Leibniz Universitt)

    [4]

    Koschorreck M, Napolitano M, Dubost B, Mitchell M W 2010 Phys. Rev. Lett. 104 093602

    [5]

    Wolfgramm F, Cer A, Beduini F A, Predojević A, Koschorreck M, 2010 Phys. Rev. Lett. 105 053601

    [6]

    Horrom T, Singh R, Dowling J P, Mikhailov E E 2012 Phys. Rev. A 86 023803

    [7]

    Banaszek K, Demkowicz-Dobrzański R, Walmsley I A 2009 Nat. Photon. 3 673

    [8]

    Slusher R E, Hollberg L W, Yurke B, Mertz J C, Valley J F 1985 Phys. Rev. Lett. 55 2409

    [9]

    Mehmet M, Ast S, Eberle T, Steinlechner S, Vahlbruch H, Schnabel R 2011 Opt. Express 19 25763

    [10]

    Zhang T C, Zhang J X, Xie C D, Peng K C 1998 Acta Phys. Sin. 7 340 (Overseas Edition)

    [11]

    Zhang T C, Li T Y, Effenterre D V, Xie C D, Peng K C 1998 Acta Phys. Sin. 47 1498 (in Chinese) [张天才, 李廷鱼, Effenterre D V, 谢常德, 彭堃墀 1998 物理学报 47 1498]

    [12]

    Dong R F, Zhang J X, Zhang T C, Zhang J, Xie C D, Peng K C 2001 Acta Phys. Sin. 50 462 (in Chinese) [董瑞芳, 张俊香, 张天才, 张 靖, 谢常德, 彭堃墀 2001 物理学报 50 462]

    [13]

    Zhou Q Q, Liu J L, Zhang K S 2010 Acta Sin. Quantum Opt. 16 152 (in Chinese) [周倩倩, 刘建丽, 张宽收 2010 量子光学学报 16 152]

    [14]

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    [15]

    McKenzie K 2008 Ph. D. Dissertation (Canberra: Australian National University)

    [16]

    Vahlbruch H, Chelkowski S, Danzmann K, Schnabel R 2007 New J. Phys. 9 371

    [17]

    Vahlbruch H 2008 Ph. D. Dissertation (Hannover: The Albert Einstein Institute and the Institute of Gravitational Physics of Leibniz Universitt Hannover)

    [18]

    Stefszky M S, Mow-Lowry C M, Chua S S Y, Shaddock D A, Buchler B C, Vahlbruch H, Khalaidovski A, Schnabel R, Lam P K, McClelland D E 2012 Class. Quantum Grav. 29 145015

    [19]

    Dwyer S E 2013 Ph. D. Dissertation (Cambridge: Massachusetts Institute of Technology)

    [20]

    The LIGO Scientific Collaboration 2011 Nat. Phys. 7 962

    [21]

    Stefszky M S 2012 Ph. D. Dissertation (Canberra: Australian National University)

    [22]

    Rogalski A (translated by Zhou H X, Cheng Y F) 2014 Infrared Detectors (Beijing: China Machine Press) pp47, 48 (in Chinese) [罗格尔斯基 A 著 (周海宪, 程云芳 译) 2014 红外探测器(北京: 机械工业出版社)第47, 48页]

  • [1]

    Caves C M 1981 Phys. Rev. D 23 1693

    [2]

    Goda K, Miyakawa O, Mikhailov E E, Saraf S, Adhikari R, McKenzie K, Ward R, Vass S, Weinstein A J, Mavalvala N 2008 Nat. Phys. 4 472

    [3]

    Chelkowski S 2007 Ph. D. Dissertation (Hannover: Gottfried Wilhelm Leibniz Universitt)

    [4]

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    [6]

    Horrom T, Singh R, Dowling J P, Mikhailov E E 2012 Phys. Rev. A 86 023803

    [7]

    Banaszek K, Demkowicz-Dobrzański R, Walmsley I A 2009 Nat. Photon. 3 673

    [8]

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    [9]

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    Vahlbruch H, Chelkowski S, Danzmann K, Schnabel R 2007 New J. Phys. 9 371

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  • [1] 张岩, 于旭东, 邸克, 李卫, 张靖. 压缩态光场平衡零拍探测的位相锁定. 物理学报, 2013, 62(8): 084204. doi: 10.7498/aps.62.084204
    [2] 刘增俊, 翟泽辉, 孙恒信, 郜江瑞. 低频压缩态光场的制备. 物理学报, 2016, 65(6): 060401. doi: 10.7498/aps.65.060401
    [3] 翟世龙, 王元博, 赵晓鹏. 基于声学超材料的低频可调吸收器. 物理学报, 2019, 68(3): 034301. doi: 10.7498/aps.68.20181908
    [4] 王莹, 程用志, 聂彦, 龚荣洲. 基于集总元件的低频宽带超材料吸波体设计与实验研究. 物理学报, 2013, 62(7): 074101. doi: 10.7498/aps.62.074101
    [5] 王飞, 黄益旺, 孙启航. 气泡体积分数对沙质沉积物低频声学特性的影响. 物理学报, 2017, 66(19): 194302. doi: 10.7498/aps.66.194302
    [6] 杨光, 廉保旺, 聂敏. 多跳噪声量子纠缠信道特性及最佳中继协议. 物理学报, 2015, 64(24): 240304. doi: 10.7498/aps.64.240304
    [7] 黄建衡, 杜杨, 雷耀虎, 刘鑫, 郭金川, 牛憨笨. 硬X射线微分相衬成像的噪声特性分析. 物理学报, 2014, 63(16): 168702. doi: 10.7498/aps.63.168702
    [8] 鲁翠萍, 袁春华, 张卫平. 受激拉曼增益介质中的量子噪声特性研究. 物理学报, 2008, 57(11): 6976-6981. doi: 10.7498/aps.57.6976
    [9] 关佳, 顾翊晟, 朱成杰, 羊亚平. 利用相干制备的三能级原子介质实现低噪声弱光相位操控. 物理学报, 2017, 66(2): 024205. doi: 10.7498/aps.66.024205
    [10] 毕思文, 王利, 王果果. 利用三平面腔镜共焦腔产生多模压缩光束. 物理学报, 2010, 59(1): 87-91. doi: 10.7498/aps.59.87
    [11] 邵辉丽, 李栋, 闫雪, 陈丽清, 袁春华. 基于增强拉曼散射的光子-原子双模压缩态的实现. 物理学报, 2014, 63(1): 014202. doi: 10.7498/aps.63.014202
    [12] 万琳, 刘素梅, 刘三秋. T-C模型中虚光子过程对光场压缩效应的影响. 物理学报, 2002, 51(1): 84-90. doi: 10.7498/aps.51.84
    [13] 陈进建, 韩正甫, 赵义博, 桂有珍, 郭光灿. 平衡零拍测量对连续变量量子密钥分配的影响. 物理学报, 2007, 56(1): 5-9. doi: 10.7498/aps.56.5
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  • 引用本文:
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计量
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-11
  • 修回日期:  2015-12-29
  • 刊出日期:  2016-02-20

低频标准真空涨落的测量

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 91336107, 61227902, 61275210)和山西省自然科学基金(批准号: 2014021011-2)资助的课题.

摘要: 采用自平衡零拍方案, 对低频段的标准量子真空涨落进行了测量. 实验确定了该系统的饱和光功率约为3.2 mW. 在10 Hz400 kHz的频率范围内, 系统的共模抑制比平均为55 dB, 在100 Hz处高达63 dB, 对激光经典技术噪声具有很强的抑制作用. 当入射光功率为400 W 时, 真空涨落噪声达到11 dB. 此低频量子真空噪声探测系统可广泛应用于量子计量和量子光学等研究领域.

English Abstract

参考文献 (22)

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