《基於光纖的頻譜可控量子關聯光子對的製備》是依託天津大學，由李小英擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於光纖的頻譜可控量子關聯光子對的製備
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李小英
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子關聯光子對是研究量子信息的重要資源，對於不同的信息處理任務，人們不僅關心它的亮度和糾纏的自由度等參數，其中心波長和頻譜特性也非常重要。對於通過自發參量過程產生的光子對而言，其頻譜特性特性不僅與泵浦光的頻譜有關，還與非線性介質的色散特性有關。由於光子晶體光纖具有色散可控的特性，我們擬利用光子晶體光纖產生頻譜可控的量子關聯光子對。在理論方面，我們將根據對已有光纖色散參數的測量結果，計算不同的位相匹配條件下，自發四波混頻過程所產生光子對的頻譜特性及其影響因素；在實驗方面，我們將利用不同中心波長和脈衝寬度的脈衝光泵浦光子晶體光纖，產生具有不同頻譜特性的關聯光子對，包括適用於研究不同光源間量子干涉的頻譜可分解的光子對，也包括適用於研究量子相干層析成像的寬頻寬頻率反關聯光子對。
結題摘要
量子關聯光子對是量子信息技術的重要資源。對於不同的信息處理任務，人們不僅關心它的亮度和關聯的自由度等參數，其中心波長和頻譜特性也非常重要。 我們以光纖鎖模雷射器為泵浦源，利用光纖中的不同位相匹配條件下的自發四波混頻，產生了頻譜可控光子對，並積極探索其在製備其它量子態、量子通訊和精密測試中的套用。所完成的主要工作如下。（1）利用色散可控的微納光纖和光子晶體光纖，在其中產生了大失諧的高純度量子關聯光子對。（2）研究了脈衝泵浦光、以及信號和閒置光子的啁啾對光子對頻譜特性和信號和與置光子時間模式的影響，說明為了提高獨立光源間的雙光子干涉的可見度，不僅需要最佳化光子對的頻譜函式，而且對脈衝光的啁啾進行適當的管理。（3）深入研究影響光子對頻譜特性的因素，利用光子晶體光纖的色散可控特性並通過控制和調整脈衝泵浦光的中心波長和脈寬，獲得了頻率正相關、頻率反相關，以及頻率不相關的光子對。（4）探索頻譜可控光子對的套用，包括利用光子晶體光纖中產生的頻率不相關光子對，製備了模式接近單模的高純度E波段宣布式單光子；利用色散非對稱sagnac光纖環演示量子光開關；以及利用光子對的頻譜特性的測量來推測待測光子晶體光纖的結構參數。 由於所採用的實驗裝置具有進一步小型化和儀器化的可能，所以，我們的研究成果對高效率地製備純態單光子源和研製實用化的適用於不同信息處理任務的頻譜可調諧量子關聯光子對源具有重要的實用價值。此外，所完成的對脈衝光泵浦的參量過程產生光子對頻譜特性的研究，對揭示超快條件下光子的量子相干性有重要的科學意義。
