面向量子保密通信的双色纠缠和量子数发生器的研究PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.1.1 量子纠缠态的研究现状 2

1.1.2 量子随机数的研究现状 10

1.2 本人所作工作与本书内容 13

第2章 526.5nm单频Nd：YLF／LBO激光器 16

2.1 引言 16

2.2 激光晶体的选用及对泵浦激光的整形要求 18

2.2.1 激光晶体Nd：YLF 18

2.2.2 泵浦激光的整形要求 24

2.3 倍频晶体的选用 31

2.4 激光器腔型设计 32

2.5 激光器输出特性 35

2.6 526.5nm激光器的宽频连续调谐 39

2.7 526.5nm激光的量子噪声特性 41

2.8 利用窄线宽分析腔测量激光正交分量噪声起伏特性 43

2.8.1 光场量子噪声和正交分量的定义 43

2.8.2 光学谐振腔的色散特性对反射光场的影响 46

2.8.3 输入场与反射场正交分量噪声起伏的转化 50

2.8.4 光场噪声椭圆的旋转 53

2.9 小结 55

第3章 阈值以上的0.8μm和1.5μm双色连续变量OPO 56

3.1 引言 56

3.2 准相位匹配技术 57

3.2.1 准相位匹配技术简介 57

3.2.2 PPKTP晶体及其应用 61

3.3 双共振OPO的泵浦阈值功率和下转换效率的计算 61

3.4 连续变量纠缠态判据 65

3.5 实验装置及实验结果 66

3.5.1 OPO的腔型设计及腔长锁定 66

3.5.2 双共振OPO下转换场输出特性测量 69

3.5.3 双共振OPO下转换场量子关联特性测量 71

3.6 小结 77

第4章 双共振OPO的选模机制及宽频连续调谐 79

4.1 引言 79

4.2 双共振OPO的共振频率选择机制 80

4.2.1 双共振OPO共振频率选择机制的定性分析 80

4.2.2 纵模跳模与Cluster跳模对应的腔长间隔 83

4.3 双共振OPO的频率调谐特性 86

4.3.1 温度调谐 86

4.3.2 腔长调谐 87

4.3.3 泵浦光频率调谐 89

4.4 实验过程和结果分析 91

4.5 小结 94

第5章 利用OPA和阈值以上OPO的结合装置制备及探测0.8μm和1.5μm双色连续变量纠缠态 95

5.1 引言 95

5.2 相位敏感OPA的下转换场功率输出特性 96

5.3 平衡零拍探测下转换光场之间的量子关联特性 102

5.3.1 平衡零拍探测 102

5.3.2 平衡零拍探测信号场和闲置场之间的量子噪声关联特性 104

5.3.3 π／2相位差锁定系统 106

5.3.4 0或π相位差锁定系统 107

5.4 实验装置 108

5.5 实验结果 111

5.5.1 OPA经典参量放大缩小过程 111

5.5.2 OPA下转换场的量子关联特性 112

5.6 小结 114

第6章 利用相位非敏感OPA／阈值以上OPO结合装置制备及探测双色连续变量纠缠态 115

6.1 引言 115

6.2 单独注入信号光OPA的经典及量子特性分析 116

6.2.1 单独注入信号光OPA的经典特性分析 116

6.2.2 单独注入信号光OPA下转换场量子关联特性分析 122

6.3 实验装置 126

6.4 单独注入信号光OPA的经典输出特性及0.8μm和1.5μm下转换光场的量子关联特性测量 128

6.4.1 单独注入信号光OPA的经典输出特性测量和分析 128

6.4.2 单独注入信号光OPA下转换场之间的量子关联特性测量 129

6.5 Rb原子饱和吸收谱的观测 130

6.6 远程连续变量纠缠分发 133

6.7 小结 136

第7章 基于真空态测量的量子随机数产生 137

7.1 引言 137

7.2 基于真空量子涨落产生真随机数 138

7.2.1 平衡零拍探测真空量子涨落 138

7.2.2 量子噪声熵含量的评估 140

7.2.3 真随机提取和量子熵含量的有效提高 144

7.3 实验结果及讨论 145

7.4 小结 150

第8章 全书总结 151

参考文献 153