张常睿:利用自发拉曼散射过程产生光与原子纠缠源论文

张常睿:利用自发拉曼散射过程产生光与原子纠缠源论文

本文主要研究内容

作者张常睿(2019)在《利用自发拉曼散射过程产生光与原子纠缠源》一文中研究指出:光与原子纠缠源是DLCZ(Duan-Lukin-Cirac-Zoller)量子中继方案中重要资源,其在纠缠分发、量子态存储以及纠缠纯化过程中发挥了至关重要的作用。2001年Duan等人提出DLCZ中继方案,在该方案中提出直接利用拉曼散射过程中散射光子与自旋波之间的非经典关联来构建量子中继,此后关于光与原子纠缠源的实验研究引起了人们广泛的关注,并随后取得了许多重要的成果。在DLCZ协议中,利用自发拉曼散射过程直接在冷原子系综产生光与原子纠缠源,实现纠缠的存储过程,我们称之为“写”过程;随后再通过读取存储在原子系综的自旋波并将其转化为单光子读出,实现两个光子之间的纠缠,我们称之为“读”过程。在写过程中建立了原子系综与光子之间的纠缠,产生的纠缠单光子被用于纠缠交换联结两个分离的节点,而存储在原子系综的自旋波则以备将来读取待用。所以纠缠源作为量子中继的核心元件,它的品质至关重要。本文利用自发拉曼散射过程在冷原子系综中产生光与原子纠缠源,研究了反斯托克斯光子读出效率与冷原子系综的光学厚度OD以及读光功率的变化关系。随后我们又研究了光—原子纠缠质量与anti-Stokes光子读出效率的关系,并测量了纠缠源在原子系综的存储寿命。通过本论文的研究我们选择合适的参数优化提升光与原子纠缠源的品质,为我们接下来的长寿命、高读出效率的光与原子纠缠源的实验研究奠定了基础,本文主要内容有:(1)首先回顾了量子中继方案的基本原理以及DLCZ量子中继方案,随后介绍了冷原子系综的俘获与光与原子纠缠的产生方案,并介绍了近年来光与原子纠缠产生方面的实验进展。(2)介绍了利用自发拉曼散射过程产生光与原子纠缠的基本原理,并从反斯托克斯光子的读出效率、二阶关联函数、Bell参数S等方面对光与原子的纠缠特性进行了详细概括。(3)在冷原子系综中利用自发拉曼散射过程开展了光与原子纠缠产生的实验研究。通过改变再泵浦光功率影响所俘获原子的光学厚度,进而展开了冷原子系综的光学厚度与读光功率对读出效率的影响。在光学厚度OD逐渐增加的同时,光与原子的读出效率也随之由2.1%增加至18%。在研究读光功率对读出效率的影响实验中,我们测量了光与原子读出效率、噪声以及探测器所采集到的所有信号计数三者随读光功率的变化曲线。通过测量我们得出噪声对信号采集的影响基本保持一个稳定值,而光与原子纠缠的读出效率与总的探测计数两者随着读光功率的变化呈现相同的趋势,且这种增长趋势在读光功率增加至1.5mW时变缓。另外我们还研究了读出效率对光与原子纠缠制备的影响,通过对比两种不同的写光激发率的条件下测量了Bell参数S值随着读出效率的变化曲线,结果显示两种不同激发率下读出效率与Bell参数S值的变化曲线趋势基本相同,但是激发率在1%的时候,相同读光功率所测量的S值略高于激发率为1.5%时所测S值。同时系统所测S值最高可达2.6,并在读出效率高于0.6%时系统产生纠缠。(4)最后总结了本文的研究内容,通过本文对光与原子纠缠制备的实验研究可以优化纠缠源的纠缠特性,下一步我们在此基础上开展了长寿命的光与原子纠缠源制备的实验研究。

Abstract

guang yu yuan zi jiu chan yuan shi DLCZ(Duan-Lukin-Cirac-Zoller)liang zi zhong ji fang an zhong chong yao zi yuan ,ji zai jiu chan fen fa 、liang zi tai cun chu yi ji jiu chan chun hua guo cheng zhong fa hui le zhi guan chong yao de zuo yong 。2001nian Duandeng ren di chu DLCZzhong ji fang an ,zai gai fang an zhong di chu zhi jie li yong la man san she guo cheng zhong san she guang zi yu zi xuan bo zhi jian de fei jing dian guan lian lai gou jian liang zi zhong ji ,ci hou guan yu guang yu yuan zi jiu chan yuan de shi yan yan jiu yin qi le ren men an fan de guan zhu ,bing sui hou qu de le hu duo chong yao de cheng guo 。zai DLCZxie yi zhong ,li yong zi fa la man san she guo cheng zhi jie zai leng yuan zi ji zeng chan sheng guang yu yuan zi jiu chan yuan ,shi xian jiu chan de cun chu guo cheng ,wo men chen zhi wei “xie ”guo cheng ;sui hou zai tong guo dou qu cun chu zai yuan zi ji zeng de zi xuan bo bing jiang ji zhuai hua wei chan guang zi dou chu ,shi xian liang ge guang zi zhi jian de jiu chan ,wo men chen zhi wei “dou ”guo cheng 。zai xie guo cheng zhong jian li le yuan zi ji zeng yu guang zi zhi jian de jiu chan ,chan sheng de jiu chan chan guang zi bei yong yu jiu chan jiao huan lian jie liang ge fen li de jie dian ,er cun chu zai yuan zi ji zeng de zi xuan bo ze yi bei jiang lai dou qu dai yong 。suo yi jiu chan yuan zuo wei liang zi zhong ji de he xin yuan jian ,ta de pin zhi zhi guan chong yao 。ben wen li yong zi fa la man san she guo cheng zai leng yuan zi ji zeng zhong chan sheng guang yu yuan zi jiu chan yuan ,yan jiu le fan si tuo ke si guang zi dou chu xiao lv yu leng yuan zi ji zeng de guang xue hou du ODyi ji dou guang gong lv de bian hua guan ji 。sui hou wo men you yan jiu le guang —yuan zi jiu chan zhi liang yu anti-Stokesguang zi dou chu xiao lv de guan ji ,bing ce liang le jiu chan yuan zai yuan zi ji zeng de cun chu shou ming 。tong guo ben lun wen de yan jiu wo men shua ze ge kuo de can shu you hua di sheng guang yu yuan zi jiu chan yuan de pin zhi ,wei wo men jie xia lai de chang shou ming 、gao dou chu xiao lv de guang yu yuan zi jiu chan yuan de shi yan yan jiu dian ding le ji chu ,ben wen zhu yao nei rong you :(1)shou xian hui gu le liang zi zhong ji fang an de ji ben yuan li yi ji DLCZliang zi zhong ji fang an ,sui hou jie shao le leng yuan zi ji zeng de fu huo yu guang yu yuan zi jiu chan de chan sheng fang an ,bing jie shao le jin nian lai guang yu yuan zi jiu chan chan sheng fang mian de shi yan jin zhan 。(2)jie shao le li yong zi fa la man san she guo cheng chan sheng guang yu yuan zi jiu chan de ji ben yuan li ,bing cong fan si tuo ke si guang zi de dou chu xiao lv 、er jie guan lian han shu 、Bellcan shu Sdeng fang mian dui guang yu yuan zi de jiu chan te xing jin hang le xiang xi gai gua 。(3)zai leng yuan zi ji zeng zhong li yong zi fa la man san she guo cheng kai zhan le guang yu yuan zi jiu chan chan sheng de shi yan yan jiu 。tong guo gai bian zai beng pu guang gong lv ying xiang suo fu huo yuan zi de guang xue hou du ,jin er zhan kai le leng yuan zi ji zeng de guang xue hou du yu dou guang gong lv dui dou chu xiao lv de ying xiang 。zai guang xue hou du ODzhu jian zeng jia de tong shi ,guang yu yuan zi de dou chu xiao lv ye sui zhi you 2.1%zeng jia zhi 18%。zai yan jiu dou guang gong lv dui dou chu xiao lv de ying xiang shi yan zhong ,wo men ce liang le guang yu yuan zi dou chu xiao lv 、zao sheng yi ji tan ce qi suo cai ji dao de suo you xin hao ji shu san zhe sui dou guang gong lv de bian hua qu xian 。tong guo ce liang wo men de chu zao sheng dui xin hao cai ji de ying xiang ji ben bao chi yi ge wen ding zhi ,er guang yu yuan zi jiu chan de dou chu xiao lv yu zong de tan ce ji shu liang zhe sui zhao dou guang gong lv de bian hua cheng xian xiang tong de qu shi ,ju zhe chong zeng chang qu shi zai dou guang gong lv zeng jia zhi 1.5mWshi bian huan 。ling wai wo men hai yan jiu le dou chu xiao lv dui guang yu yuan zi jiu chan zhi bei de ying xiang ,tong guo dui bi liang chong bu tong de xie guang ji fa lv de tiao jian xia ce liang le Bellcan shu Szhi sui zhao dou chu xiao lv de bian hua qu xian ,jie guo xian shi liang chong bu tong ji fa lv xia dou chu xiao lv yu Bellcan shu Szhi de bian hua qu xian qu shi ji ben xiang tong ,dan shi ji fa lv zai 1%de shi hou ,xiang tong dou guang gong lv suo ce liang de Szhi lve gao yu ji fa lv wei 1.5%shi suo ce Szhi 。tong shi ji tong suo ce Szhi zui gao ke da 2.6,bing zai dou chu xiao lv gao yu 0.6%shi ji tong chan sheng jiu chan 。(4)zui hou zong jie le ben wen de yan jiu nei rong ,tong guo ben wen dui guang yu yuan zi jiu chan zhi bei de shi yan yan jiu ke yi you hua jiu chan yuan de jiu chan te xing ,xia yi bu wo men zai ci ji chu shang kai zhan le chang shou ming de guang yu yuan zi jiu chan yuan zhi bei de shi yan yan jiu 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自山西大学的张常睿,发表于刊物山西大学2019-11-12论文,是一篇关于自发拉曼散射论文,光与原子纠缠源论文,读出效率论文,纠缠质量论文,山西大学2019-11-12论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自山西大学2019-11-12论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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