相干反馈的级联简并光学参量放大器量子特性研究
黄东海;付佳佳;卢建刚;梁文娟;亢中苗;韩亚帅;刘云;简并光学参量放大器是实验制备压缩态光场的理想方案之一，提升其量子特性对于压缩态光场在量子信息领域应用具有重要意义。本论文讨论了一种相干反馈的级联简并光学参量放大器，其利用分束器作为反馈控制器，将级联简并光学参量放大器输出的压缩态光场部分反馈回输入端口。基于光学参量放大器理论模型和分束器模型，获得了其输出压缩态光场噪声表达式，基于此研究了其输出光场压缩特性随系统物理参数的依赖关系。研究发现，在整数倍π的反馈相位下和特定的反馈强度范围内，相干反馈可进一步提升级联简并光学参量放大器输出光场的量子压缩特性。本论文研究成果可为短波长压缩态光场压缩度提升提供理论参考，为其在量子通信和量子信息领域应用奠定基础。
全耦合原子腔光力系统中的光子阻塞效应
闫舒睿;王月明;单光子源是量子通信、量子计算和量子密码学等领域的核心资源，光子阻塞则是制备单光子源操控单光子的重要手段。光力机械系统的光子阻塞效应也受到广泛的关注和研究，光机械诱导产生的光子间的克尔非线性作用项是产生光子阻塞的主要机制。本文研究了原子腔光力学系统的光子阻塞效应性质，分别利用量子力学概率幅解析方法和量子主方程数值方法研究了不同失谐量和腔场驱动强度对光子阻塞效应的影响，对制备单光子和双光子源具有一定的参考价值和意义。
高性能GHz带宽平衡零拍探测器的研制
段放世;李超;索普一;秦忠忠;高带宽、高共模抑制比的平衡零拍探测器在高速量子通信、宽带压缩光和纠缠光探测、宽带量子精密测量等领域具有重要应用价值。本文研制了一款GHz带宽、高共模抑制比和交直流分开的平衡零拍探测器。通过使用射频运放芯片，在1550 nm波段探测器的带宽可达1 GHz，最高信噪比为12 dB。通过将两个光电二极管分别对称放置于PCB的正反两侧，该探测器在20 MHz处获得了60.65 dB的共模抑制比。随后，使用该平衡零拍探测器测量1550 nm正交振幅压缩态光场的压缩度，在带宽3.5 MHz～71.5 MHz范围内观测到了最高-2.5 dB压缩。研究结果表明，该高带宽、高共模抑制比的平衡零拍探测器在宽带压缩光探测方面具有潜在应用价值。
用于压缩态产生的低损耗氮化硅微环谐振腔制备及测试
白捷仁;周笑艳;郭学石;李小英;张林;集成光子芯片为压缩态光场的产生提供了一个可靠和易于扩展的平台。基于低损耗氮化硅微环谐振腔的四波混频过程是产生压缩态光场的重要途径。本文基于氮化硅材料平台，优化了高质量氮化硅薄膜的制备工艺和微环谐振腔的加工过程，制备出多种尺寸和结构的低损耗氮化硅微环谐振腔。通过搭建的测试系统，系统分析了这些微环谐振腔的透射率、耦合状态和品质因子。实验结果表明，所制备的微环谐振腔具有稳定的本征品质因子，其中横截面尺寸为2000 nm×290 nm微环谐振腔的本征品质因子可达1.5×106，对应的波导传输损耗约为0.23 dB/cm。理论计算表明，该结构最优能够产生片上约9 dB的压缩态光场，当考虑总检测效率为40%时，预估可以直接观察到2 dB的压缩态。该研究为片上产生高质量的连续变量压缩态提供了实验基础。
