光场量子态相关实验技术

本书主要介绍当前量子光学前沿的量子技术，主要从量子噪声操控角度入手，重点介绍量子噪声操控相关的光学参量过程、模式清洁技术、光场调制技术、激光抑噪技术、稳频技术、光电探测技术和量子反馈控制技术等。围绕量子光学研究前沿相关技术进行详细介绍与讨论，重在介绍相关技术的结构、原理、关键性能指标及提升指标的解决方案，为本领域开展相关工作的科研人员提供基本的实验基础知识与技术解决方案，促进相关研究领域向更高层次的研究水平发展。

目录
序言
第1章 光学参量过程概述1
1.1 压缩态光场制备研究进展1
1.1.1 光纤中的压缩光制备2
1.1.2 波导中的压缩光制备5
1.1.3 原子气室中的压缩光制备8
1.1.4 三种介质材料压缩态制备研究现状11
1.1.5 光学参量振荡技术及研究现状12
1.2 光学参量振荡器14
1.2.1 光学非线性过程简介14
1.2.2 光学参量放大与光学参量振荡19
1.2.3 简并与非简并光学参量振荡器25
1.3 光学参量过程的噪声特性28
1.3.1 光学参量振荡器的运动方程28
1.3.2 输出态的噪声方差31
1.4 影响压缩度的关键因素33
1.4.1 技术噪声34
1.4.2 光学损耗35
1.4.3 相位噪声37
参考文献39
第2章 光学谐振腔技术43
2.1 光学谐振腔的分类44
2.2 光学谐振腔的传输特性44
2.2.1 光学谐振腔的能量传输44
2.2.2 光学谐振腔的传输函数48
2.2.3 光学谐振腔的噪声特性51
2.2.4 光学谐振腔的应用53
2.3 模式清洁器技术58
2.3.1 模式清洁器的结构58
2.3.2 模式清洁器的滤波特性59
2.3.3 模式清洁器的功能和用途61
2.4 光学参量腔技术64
参考文献67
第3章 光场调制技术70
3.1 光场调制的基本概念70
3.1.1 振幅调制70
3.1.2 频率调制和相位调制71
3.2 光场调制的物理基础74
3.2.1 电光调制的物理基础74
3.2.2 声光调制的物理基础76
3.3 横向电光强度调制83
3.4 电光相位调制87
3.4.1 电光相位调制的原理87
3.4.2 存在剩余振幅调制的电光相位调制89
3.4.3 抑制剩余振幅调制技术92
3.5 电光调制器的电学性能96
参考文献98
第4章 激光噪声抑制技术100
4.1 强度噪声100
4.1.1 强度噪声理论基础100
4.1.2 强度噪声的测量与表征104
4.1.3 强度噪声抑制技术109
4.2 相位噪声122
4.2.1 相位噪声的频谱特性
4.2.2 相位噪声的测量与表征126
4.2.3 相位噪声抑制技术133
参考文献136
第5章 激光稳频技术138
5.1 激光稳频概述138
5.1.1 频率稳定性的来源与定义138
5.1.2 影响频率稳定性的因素139
5.1.3 稳频的方法与基本思想141
5.2 饱和吸收稳频143
5.2.1 饱和吸收稳频的基本物理思想143
5.2.2 饱和吸收稳频的基本构造143
5.2.3 常见饱和吸收稳频方法144
5.2.4 影响饱和吸收稳频频率稳定性的因素146
5.3 光学腔稳频.147
5.3.1 光学腔稳频的基本物理思想147
5.3.2 光学腔幅度特性稳频法147
5.4 PDH稳频148
5.4.1 PDH稳频的基本物理思想148
5.4.2 PDH稳频的基本构造149
5.4.3 PDH稳频的定量模型150
5.4.4 PDH稳频的噪声源155
5.5 PDH稳频在光学参量振荡器中的应用156
5.5.1 RAM引起腔失谐的研究156
5.5.2 RAM引起相位起伏的研究159
参考文献160
第6章 光电探测技术163
6.1 光电探测器163
6.1.1 光电探测原理163
6.1.2 光电二极管介绍165
6.2 PDH稳频应用的光电探测器166
6.2.1 宽带光电探测器166
6.2.2 共振型光电探测器170
6.3 量子噪声探测及探测器应用176
6.3.1 贝尔态探测176
6.3.2 平衡零拍探测193
参考文献208
第7章 压缩态光场的实验制备211
7.1 光学损耗与相位噪声212
7.1.1 光学损耗213
7.1.2 相位噪声223
7.2 明亮压缩态光场的制备228
7.2.1 明亮压缩态光场制备实验装置228
7.2.2 明亮压缩态光场制备实验结果229
7.3 压缩真空态光场实验制备及理论拟合230
7.3.1 压缩真空态光场制备实验装置230
7.3.2 压缩真空态光场制备实验结果232
7.3.3 实验结果与理论拟合232
7.4 声频段压缩真空态光场的制备.234
7.4.1 相干控制技术234
7.4.2OPO腔长锁定235
7.4.3 声频段压缩真空态光场制备实验装置235
7.4.4 声频段压缩真空态光场制备实验结果237
7.5 本章小结239
参考文献239
第8章 纠缠态光场的实验制备243
8.1 相位角控制精度对纠缠态的影响243
8.1.1 相位角控制精度与纠缠度的关系244
8.1.2 实验装置和结果分析248
8.2 双模纠缠态光场的制备251
8.2.1 双模纠缠态理论模型252
8.2.2 双模纠缠态理论分析255
8.2.3 实验装置和结果分析257
8.3 边模纠缠态光场的制备260
8.3.1 边模纠缠的产生260
8.3.2 边模滤波与操控261
8.3.3 边模纠缠的探测266
8.4 本章小结269
参考文献270
结束语274