摘要：在理论分析的基础上,利用光电二极管的固有结电容和可变电感构成共振电路实现光电探测。通过精简电路并对电路板进行精密布板设计,降低由原内部混频电路带来的杂散寄生电容的影响;利用选定低噪声芯片、低转换损耗混频器及滤波器隔离噪声,构建高信噪比的集成化共振型光电探测器(RPD),并实现了对特定调制信号的高效探测。实验结果表明:在相同条件下,RPD增益在共振频率下比商用宽带探测器(BPD)高大约30dB。利用RPD获得的锁腔误差信号的峰峰值是BPD的16倍,其误差信号的信噪比比现有BPD高18dB左右。可见,此RPD能够为高性能压缩态光场制备提供器件支持。

摘要：在光学俘获和操控单原子的实验中,激光的低频强度噪声通常会加热原子,从而缩短其存储时间并破坏其内态相干性。我们采用了一种基于电光振幅调制器(EOAM)的单级反馈环路来抑制激光低频噪声,实现了0~1 MHz的强度噪声的有效抑制,100 kHz以下的噪声可降低20 dB,500 kHz以下的噪声可降低10dB。噪声抑制的频率范围涵盖了光学偶极阱的典型参量加热频率。将该装置用于单个铯原子实验将单个原子在偶极阱中的存储时间延长两个数量级,测量的退相干时间也增加了5倍。

摘要：量子相干性作为量子力学一个最显著的特征,被认为是量子信息过程中很重要的一种量子资源.单模压缩态和双模压缩态(Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态)均具有量子相干性,在制备和传输过程中的量子相干性对于实际应用具有重要意义.利用平衡零拍探测重构量子态的协方差矩阵,本文定量分析了量子态制备过程中的不完美以及信道传输损耗对单模和双模压缩态量子相干性的影响.实验证明量子态的压缩和纠缠特性及量子相干性对损耗均是鲁棒的.特别地,压缩和纠缠特性会随着量子态制备过程中热光子数的增大而减小,直至消失,而当压缩和纠缠均已消失时,量子相干性依然存在.实验结果为压缩态、纠缠态光场的量子相干性作为量子资源在量子信息过程中的应用提供了参考.

摘要：腔内中性原子的长时间控制与俘获一直是腔量子电动力学(QED)中的一个难题,极大地制约了人们相干操控单原子及其与光相互作用的研究.基于传统Fabry-Perot光学腔,设计了一套易于内腔原子操控的强耦合腔QED系统,其典型参数为:腔长3.5 mm精细度约为57000,(g0,κ,γ)=2π×(1.48,0.375,2.61)MHz,临界光子数和原子数分别为1.54和0.89.该系统的特点是:能够在腔内直接实现冷原子磁光阱,并建立腔内光学晶格,实现腔内可控数目的中性原子的长时间俘获.通过合理选择构建光学偶极阱和原子成像系统,可实现对腔内单个原子或原子阵列的操控、探测、成像等.该系统可以克服传统腔QED系统中转移原子的困难,大幅增加腔内原子的寿命,为构建以腔QED系统为基础的量子信息演示平台提供了一种可能.

摘要：通过对钛宝石激光器谐振腔的像散补偿、稳区、模式匹配和调谐元件设计等问题的分析,设计了短腔长、稳定性好的连续单频可调谐钛宝石激光器。利用自行研制的4 W连续单频绿光激光器作为抽运源,在波长为780 nm处获得了670 mW的连续功率输出,其长期功率稳定性优于±0.4%,输出激光的光束质量因子M2〈1.1。利用自行设计的锁相环路和电子伺服系统（PI电路）对激光器进行锁定,锁定后在整个波长调谐范围（750-810 nm）,钛宝石激光器10 s内的频率稳定性均优于±188 kHz,15 min内的频率稳定性优于±3.28 MHz。

摘要：Cluster纠缠态是执行单向量子计算的基本资源。星型Cluster态可用于构建量子信息网络。以非简并光学参变放大器产生的双模压缩态光场为基础,设计了产生连续变量六组份和八组份星型Cluster纠缠态光场的实验方案,并推导了相应的量子不可分判据。计算结果指出,当量子不可分判据中的增益因子取为1时,需要一定的初始压缩度才能制备星型Cluster纠缠态;但当选取最佳增益因子时,极低的压缩也能产生星型纠缠。计算为实验系统设计提供了直接参考。

摘要：针对量子光学实验对低噪声探测器的特殊需求,采用交流电流耦合跨阻抗前置放大电路和ETX500光电二极管设计了高增益散粒噪声探测器.与现有的探测器相比,该探测器在增益、带宽、交直流饱和特性3方面的性能均有明显提升.采用1 064 nm的单频激光器作光源,频谱分析仪作噪声测量工具,测量了探测器的输出特性.在分析频率2 MHz处,测量得到注入探测器的功率为850 μW时,输出的噪声功率谱较电子学噪声谱高10 dB;注入探测器的功率大于1.62mW时,探测器的带宽达到5 MHz.注入的光功率为0.85～36 mW时,探测器保持良好的交流与直流线性特性.设计的探测器的高增益与较高的交直流饱和特性,为量子光学实验提供了重要的探测工具.

摘要：紫外激光具有单光子能量大、易聚焦的特点,且大多数材料对其吸收较强,在标记、复合材料切割、钻孔、精细加工等领域有着广泛的应用。本文报道了一种基于1 064 nm红外光,采用非线性光学频率变换技术实现10 W、355 nm紫外脉冲激光输出的全固态实验装置。实验中设计了用888 nm半导体激光器端面泵浦的结构紧凑、功率稳定、光斑质量好的“Z”型声光调Q 1 064 nm谐振腔,再利用腔外倍频、腔外和频技术得到355 nm紫外激光。当输入的泵浦功率为80 W、重复频率为50 kHz时,得到了平均输出功率为10 W,光束质量为M_(x)^(2)=1.13,M_(y)^(2)=1.02的355 nm紫外脉冲激光,泵浦光到紫外光的光-光转化效率为12.5%。

摘要：采用自制的795 nm连续单频可调谐钛宝石激光器抽运周期极化磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体,通过外腔谐振倍频技术获得了功率为103 m W,倍频转换效率为39.6%、光束质量因子M2<1.43的397.5 nm紫光输出;与角度匹配的三硼酸铋(BIBO)晶体内腔倍频情况相比,紫光与光学参量放大器(OPA)的模式匹配效率由76%提高到了99%以上。同时,在平衡零拍探测系统中,通过在本底光光路中插入与OPA腔型相同的模式清洁器,使得本底光与信号光的空间模式完全相同,从而将两束光的干涉效率提高到了99%以上,提高了平衡零拍系统的探测效率。通过对自制的795 nm和397.5 nm单频激光系统的优化设计,使该光源满足了小型化795 nm连续变量压缩源样机研制的要求。

摘要：全固态连续单频455 nm蓝色激光与铯原子高能态跃迁吸收线6^(2)S_(1/2)←→7^(2)P_(3/2)相匹配,是发展远距离水下量子通讯的重要光源。且455 nm激光还对应于钡离子138Ba^(2+)的跃迁能级6S_(1/2)←→6P_(3/2),应用于量子计算领域,有利于减小量子计算及精密测量的系统误差。本文设计了内腔倍频式全固态高功率连续单频455 nm蓝光钛宝石激光器,优化了激光器谐振腔结构与激光振荡阈值,采用准相位匹配的Mg O:PPSLT晶体作为内腔倍频器,当绿光泵浦功率为11.5 W时,获得了最高输出功率为427 m W的单频455 nm蓝色激光,光光转换效率为3.7%,蓝光光束质量M^(2)因子优于1.18。