我写了一片科普压缩光的文章,欢迎大家指正
量子光学之压缩光
[1] G. Breitenbach, S. Schiller, and Mlynek, Nature 387, 471 (1997).
[2] A. I. Lvovsky, arXiv: 1401.4118 (2016)
这两篇文章已经讲得非常清楚了,下面是链接
https://www.nature.com/articles/387471a0
https://arxiv.org/abs/1401.4118
在理解压缩态的制备和测量时,有一点至关重要,那就是存在两个相位。把这两个相位的作用搞清楚了,题主的问题也就解决了。
考虑下图所示的压缩态,电场算符 ![]()
相位![]()
表示的是压缩态被压缩的方向:![]()
,![]()
被压缩(正交相位压缩); ![]()
, ![]()
被压缩(正交振幅压缩)。
相位 ![]()
表示的是沿该方向测量压缩态。比如, ![]()
时, ![]()
测量的就是正交振幅 ![]()
(被反压缩), ![]()
测量的就是正交相位 ![]()
(被压缩)。
![]()
下面考虑在实验上是怎么做的。
这是制备和测量压缩态的实验装置图(Ref. [1])
![]()
制备压缩态主要分两步:1. 激光器输出的光(频率 ![]()
)经过倍频产生频率 ![]()
的pump光,将该pump光注入OPA(光学参量放大器,cavity中放一块crystal)。2. 频率 ![]()
的seed光注入OPA,从cavity输出的光就包含了squeezed光。(图中的DM是分色镜,将squeezed光和seed光分开;EOM、Phase、Low-pass filter等涉及到lock-in amplifier技术,就不说了;注意激光器出来的光被分成了三束,分别用来倍频产生pump光,作为seed光注入OPA产生squeezed光,作为local光来测量squeezed光。)
测量压缩态:用Homodyne(平衡零拍)的方法测量,将squeezed光(图中是signal)和local光(从激光器分出来的)耦合进Homodyne detector进行测量。
两个关键的相位 ![]()
和 ![]()
我都在图中圈出来了。在量子光学实验中,两束光的相位差是通过PZT(压电陶瓷)来控制的。pump光和seed光的相位差是 ![]()
,用来控制产生哪个方向的压缩态。产生的squeezed光和local光的相位差是 ![]()
,用来控制在哪个方向上测量压缩态。
至于squeezed vacuum,如果没有seed光注入,那么产生的压缩态称为squeezed vacuum,如果有seed光注入,那么产生的压缩态称为bright squeezed light。
下面是Ref. [1]的实验结果,很有代表性。
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