<kbd id="ia2e8"><input id="ia2e8"></input></kbd><u id="ia2e8"></u>
  • <blockquote id="ia2e8"></blockquote>
  • <blockquote id="ia2e8"></blockquote>
  • <samp id="ia2e8"><label id="ia2e8"></label></samp>
  • 一種提取真空邊模的裝置和方法與流程

    文檔序號:26100105發布日期:2021-07-30 18:10
    一種提取真空邊模的裝置和方法與流程

    本發明屬于光學技術領域,涉及一種提取真空邊模的裝置和方法。



    背景技術:

    壓縮態光場是一種非常重要的非經典光場,可以應用于引力波的探測、光學精密測量、糾纏態光場的產生、量子通訊等研究領域。尤其在量子通訊方面,兩個單模壓縮態光場或者一個雙模壓縮態光場可用來產生糾纏光,糾纏光作為量子信息的基礎和核心,可以完成量子糾纏交換、超微弱信息的量子傳輸、量子保密通信、量子密集編碼和量子離物傳態等量子通信領域的重要原理性實驗。因此制備以及精確測量壓縮態光場在實驗中具有重要意義。在實驗中經光學參量放大器輸出的光場壓縮態的邊帶能量主要集中在載波上,邊帶上無任何能量。產生的壓縮光的載波具有所需的相干振幅的所有信息,是明亮壓縮態,而其邊帶模是沒有相干振幅的真空場。因此,無法通過主動穩定的方式提取出任何邊帶模共振所需的信號,在實驗上限制提取所需信號模式并鎖定到濾波腔上,實現共振輸出。



    技術實現要素:

    為解決上面的問題,在先前的實驗中我們采用了一種輔助控制系統。輔助光經波導相位調制器wgm調制后,生成與壓縮光邊模同頻的的調制邊帶。設計合適的濾波腔,使其與壓縮態的邊模與輔助光的調制頻率同時共振,將輔助光與壓縮光在濾波腔上進行合束,即可提取所需的邊帶。但此方案中輸出的邊帶經濾波腔輸出后變為明亮光場,在后續的實驗中引入了輔助光的經典噪聲,對實驗造成干擾。

    針對上述問題本發明提供了一種結構簡單,操作便捷,可以不引入經典噪聲提取真空邊模的的裝置和方法。

    為了達到上述目的,本發明采用了下列技術方案:

    本發明提供一種提取真空邊模的裝置,包括激光準備部分,移相器1,雙色分束鏡,光學參量放大器opa,法拉第隔離器,電光相位調制器1,半波片,偏振分束棱鏡,波導相位調制器,濾波腔,反射鏡,電光相位調制器2,移相器2,分束鏡(99:1),光電探測器1,光電探測器2,光電探測器3;所述的激光準備部分用于生成1064nm的紅外光和532nm的綠光;所述的雙色分束鏡用于耦合1064nm和532nm的激光到opa,通過雙色分束鏡的1064nm激光全部反射,532nm激光全部透射;所述光學參量放大器用來生成壓縮態光場;所述法拉第隔離器連接于電光相位調制器1用來保證激光單向傳播;所述半波片和偏振分束棱鏡用于將1064nm紅外光分為兩束;所述波導相位調制器用來生成輔助光的調制邊帶;所述電光相位調制器1、電光相位調制器2分別用來生成偏振分束棱鏡產生兩束光的調制邊帶鎖定腔長及相對位相;所述移相器1、移相器2用于調節兩束光的相對位相;所述反射鏡用于將生成的壓縮態光場注入99:1分束鏡上,然后在濾波腔上進行合束;所述濾波腔用于提取壓縮光的真空邊模;所述分束鏡(99:1)用于提取微弱信號進行濾波腔腔長和壓縮光與輔助光位相鎖定;所述光電探測器1、光電探測器2用于產生誤差信號鎖定腔長及位相;所述光電探測器3用于測量所提取到的真空邊模。

    本發明還提供一種基于權利要求1所述裝置提取真空邊模的方法,包括以下步驟:

    步驟1,在激光準備部分生成兩束激光,即1064nm的紅外光和532nm的綠光;532nm的綠光作為泵浦光,1064nm的紅外光經半波片和偏振分束棱鏡調節偏振和功率后分為兩束光b1和b2,b1經電光相位調制器1調制后作為種子光和532nm的泵浦光注入光學參量放大器腔中生成多對參量下轉換模式的壓縮態光場;

    步驟2,b2經調制頻率為ωf波導相位調制器調制后生成具有ω0±nωf(n=1,2,3...)的光場,即輔助光;

    步驟3,將步驟1輸出的壓縮態光場與步驟2輔助光在99:1的分束鏡上耦合,弱光進入光電探測器2產生誤差信號進行鎖定,強光注入濾波腔內,設計濾波腔與二者的邊帶同時共振輸出,提取真空邊模,通過光電探測器3進行探測,即得到真空邊模的特征與所需的信息。

    進一步,所述步驟1中光束b1在注入光學參量放大器腔前,經過電光調制器1調制,產生用于鎖定光學參量放大器腔長和泵浦光與種子光相對位相的調制邊帶,從法拉第隔離器的反射端取信號,注入光電探測器1產生誤差信號,用于鎖定。

    所述步驟2中光束b2通過波導相位調制器進行調制產生的調制邊帶,在99:1分束鏡的弱光部分取信號注入電光調制器2中,用于產生鎖定濾波腔的腔長和輔助光與壓縮光相對位相的調制邊帶。

    所述步驟3中通過設計濾波腔與二者的邊帶同時共振輸出,提取真空邊模的具體過程為:首先,調節波導相位調制器的調制頻率,使b2輸出的輔助光的邊帶與壓縮態光場的邊帶同頻,且滿足濾波腔的共振條件,實現共振輸出;然后通過調節波導相位調制器的調制頻率將輔助光的邊帶移開一個濾波腔的自由光譜區后,再次注入濾波腔內,通過濾波腔簡并的共振模式,實現共振輸出。

    更進一步,所述種子光與泵浦光的相對位相通過移相器1進行調節,將其鎖定在π位相,即可產生振幅壓縮態光場。

    所述輔助光和壓縮光相對位相通過移相器2進行調節。

    所述步驟1中壓縮態光場的載波為振幅相干的明亮壓縮光,邊模為不包含能量的真空壓縮光。

    所述鎖定均使用pdh技術。

    與現有技術相比本發明具有以下優點:

    1、本發明利用一束相干輔助光與壓縮光場邊模進行拍頻,調整輔助光的頻率,使其與邊帶頻率相差濾波腔的一個自由光譜區,將濾波腔通過pdh技術鎖定到輔助光頻率上,由于腔的共振頻率是簡并的,因此改變調制頻率后的輔助光也可以與濾波腔達到共振,實現共振輸出。此方法得到的邊模與輔助光不同頻,因此輔助光與壓縮光場的邊帶并不會發生干涉,也不會引入額外的相干光的經典噪聲,輸出的壓縮光場邊模仍為真空模式,即可獲得純凈的真空邊模。

    2、本發明方法裝置簡單,操作方便,且不會引入額外的相位噪聲,可以將真空邊模鎖定到濾波腔上提取所需的邊帶,獲得真空邊模進行后續的探測。

    附圖說明

    圖1是本發明提取真空邊模的裝置和方法的工作原理示意圖;標記說明:(1)-激光準備部分,(2)-移相器1,(3)-雙色分束鏡,(4)-光學參量放大器,(5)-法拉第隔離器,(6)-電光相位調制器,(7)-半波片,(8)-偏振分束棱鏡,(9)-波導相位調制器,(10)-濾波腔,(11)-反射鏡,(12)-光電相位調制器2,(13)-移相器2,(14)-分束鏡(99:1),(15)-光電探測器1,(16)-光電探測器2,(17)-光電探測器3。

    圖2是調節波導相位調制器調制頻率之前的光場模式圖;標記說明:(a):opa的輸出光場模式圖;(b):波導相位調制器調制后的輔助光光場模式圖;(c)濾波腔的共振模式圖。

    圖3是波導相位調制器調制頻率移動一個光學腔自由光譜區之后的光場模式圖;標記說明:(a):opa的輸出光場模式圖;(b):波導相位調制器調制后的輔助光光場模式圖;(c)濾波腔的共振模式圖。

    具體實施方式

    為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。以下實施方式用于說明本發明,但不用來限制本發明的保護范圍。

    結合圖1,進一步說明本發明一種提取真空邊模的裝置和方法的具體實施方式。本發明的思路是根據濾波腔的共振頻率是簡并的原理,使輔助光的調制邊帶與所測量壓縮態光場的邊模頻率相差一個濾波腔的自由光譜區,在濾波腔內共振輸出,即可實現真空邊模的提取與測量。

    圖1為本發明的實驗裝置圖,在實驗中我們所用的具體實驗裝置為:激光準備部分(1),移相器1(2),雙色分束鏡(3),光學參量放大器opa(4),法拉第隔離器(5),電光相位調制器1(6),半波片(7),偏振分束棱鏡(8),波導相位調制器(9),濾波腔(10),反射鏡(11),電光相位調制器2(12),移相器2(13),分束鏡(99:1)(14),光電探測器1(15),光電探測器2(16),光電探測器3(17)。激光準備部分(1)生成532nm和1064nm的兩束光,532nm的激光作為泵浦光注入光學參量放大器opa(4)腔生成壓縮光。1064nm的激光經半波片7和偏振分束棱鏡8分為兩束:一束作為種子光注入opa(4)腔中,這束光在注入opa(4)腔前,經過電光調制器1(6)調制,產生用于鎖定opa腔和泵浦光和種子光相對位相的調制邊帶,將光注入光電探測器1(15)產生誤差信號,用于鎖定。泵浦光和種子光的相對位相通過移相器1(2)進行調節,法拉第隔離器(5)保證光束單向傳播,防止反射光對實驗造成干擾;另一束光通過波導相位調制器(9)進行調制產生調制邊帶,在99:1分束鏡(14)的弱光部分取信號注入電光調制器2(12)中,用于產生鎖定濾波腔(10)的腔長和輔助光和壓縮光相對位相的調制邊帶,輔助光和壓縮光相對位相的通過移相器2(13)進行調節。opa(4)輸出的壓縮光經反射鏡(11)與輔助光在99:1的分束鏡(14)上耦合,弱光進入光電探測器2(16)產生誤差信號進行鎖定,強光注入濾波腔(10),共振輸出,提取真空邊模,通過光電探測器3(17)進行探測。

    具體地,采用上述的裝置,提取真空邊模的方法為:在上游光路中,我們制備了1064nm和532nm的兩束光,532nm的綠光作為泵浦光直接注入opa(4)腔中。1064nm的紅外光經半波片(7)和偏振分束棱鏡(8)調節偏振和功率后分為兩束光b1和b2,b1經電光相位調制器1(6)調制后作為種子光注入opa(4),與opa共振,種子光光路中的電光相位調制器1(6)用于生成鎖定opa(4)腔長和種子光與泵浦光相對位相的調制邊帶,從法拉第隔離器(5)的反射端取信號,注入光電探測器1(15)產生誤差信號,用于鎖定。在本裝置中,種子光與泵浦光的相對位相通過移相器1(2)進行調節,將其相對位相鎖定在π位相,在opa(4)腔的輸出端即可產生振幅壓縮態光場。在滿足opa(4)腔共振條件下,opa(4)腔輸出的光束包含多對光學參量下轉換模式,其頻率為ω0±nωf(n=1,2,3...),opa(4)的輸出載波ω0為振幅相干的明亮壓縮光,其邊帶(例如,ω0±ωf)為不包含任何能量的真空壓縮光,其光場模式圖具體可參照圖2和圖3中的(a)。1064nm輸出的另一束光束b2經調制頻率ωf為波導相位調制器(9)調制,生成具有ω0±nωf(n=1,2,3...)的光場,這束光稱為輔助光,其模式圖如圖2和圖3中的(b)所示。輔助光束b2由電光相位調制器2(12)進行調制,并在1:99分束鏡上(14)與明亮壓縮光束耦合。然后采用光電探測器2(16)采集耦合光提取誤差信號,穩定地將輔助光的載波與被壓縮光的載波鎖定到零位相,輔助光與壓縮光位相通過移相器2(13)進行調節。在將兩束光同時注入濾波腔(10)后,首先,調節波導相位調制器(9)的調制頻率為ωf,使b2輸出的輔助光的邊帶與opa(4)輸出的邊帶同頻,且滿足濾波腔(10)的共振條件,其具體光場模式圖如圖2所示,在圖2中我們可以明顯看出opa(4)的邊模,輔助光的邊帶,以及濾波腔的共振模式完美重合,因此可以實現共振輸出。然后通過調節波導相位調制器(9)的調制頻率將輔助光的邊帶移一個濾波腔(10)的自由光譜區,即ωf±δθ(δθ為濾波腔的自由光譜區)后,再次注入濾波腔內,由于濾波腔的共振模式是簡并的,因此改變調制頻率后的輔助光也可以與濾波腔達到共振,實現輸出。此時opa(4)輸出光場,wgm調制后光場,濾波腔共振模式如圖3所示。在圖3中,我們可以具體的看出此時opa(4)邊模和輔助光的邊帶與濾波腔的不同共振模式重合,由于opa(4)的邊模與輔助光的邊帶相差一個自由光譜區,因此二者并不同頻,opa(4)的輸出場仍為真空模式。輸出后的光場經光電探測器3(17)探測即可測到真空邊模的特征與所需的信息。

    最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。

    再多了解一些
    當前第1頁1 2 
    網友詢問留言 已有0條留言
    • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
    1
    中文字幕一区在线观看视频_国产偷v国产偷v_西西人体44rt net毛最多_伊人久久大香线蕉综合网