- 必威体育下载

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

摘要

基于纠缠光子对的Hong-Ou-Mandel (HOM)干涉仪在量子精密测量等领域有着重要应用. 本文提出了利用一个级联HOM干涉仪实现多个独立时延参数的同时测量方案. 通过理论分析得出纠缠光子对经过多个50∶50分束器级联传输后, 其HOM二阶量子干涉图谱中凹陷位置与各级传输路径间独立时延参数的对应关系, 因此可通过记录各个凹陷位置的时延值实现多个独立时延参数的同时测量. 在此基础上搭建了基于频率一致纠缠光子对的二级级联HOM干涉测量装置, 通过实验上得到的具有两个对称凹陷的二阶量子干涉图谱, 实现了两级传输路径间两个独立时延参数 $ {\tau }_{1} $ 和 $ {\tau }_{2} $ 的同时测量, 并分别获得了109 fs和98 fs的测量精度. 上述研究结果为HOM干涉仪在多参量量子精密测量系统中的扩展应用奠定基础.

关键词:

Abstract

The Hong-Ou-Mandel (HOM) interferometer using entangled photon source possesses important applications in quantum precision measurement and relevant areas. In this paper, a simultaneous measurement scheme of multiple independent delay parameters based on a cascaded HOM interferometer is proposed. The cascaded HOM interferometer is composed of $ n $ concatenated 50∶50 beam splitters and independent delay parameters $ {\tau }_{1} $ , $ {\tau }_{2} $ , ···, $ {\tau }_{n} $ . The numbers $ n=1, 2\;\mathrm{a}\mathrm{n}\mathrm{d}\;3 $ refer to the standard HOM interferometer, the second-cascaded HOM interferometer, and the third-cascaded HOM interferometer, respectively. Through the theoretical study of the cascaded HOM interference effect based on frequency entangled photon pairs, it can be concluded that there is a corresponding relationship between the dip position and the independent delay parameter in the second-order quantum interferogram. In the standard HOM interferometer, there is a dip in the second-order quantum interferogram, which can realize the measurement of delay parameter $ {\tau }_{1} $ . In the second-cascaded HOM interferometer, there are two symmetrical dips in the second-order quantum interferogram, which can realize the simultaneous measurement of two independent delay parameters $ {\tau }_{1} $ and $ {\tau }_{2} $ . By analogy, in the third-cascaded HOM interferometer, there are six symmetrical dips in the second-order quantum interferogram, which can realize the simultaneous measurement of three independent delay parameters $ {\tau }_{1} $ , $ {\tau }_{2} $ and $ {\tau }_{3} $ . Therefore, multiple independent delay parameters can be measured simultaneously based on a cascaded HOM interferometer. In the experiment, the second-cascaded HOM interferometer based on frequency entangled photon source is built. The second-order quantum interferogram of the second-cascaded HOM interferometer is obtained by the coincidence measurement device. Two independent delay parameters $ {\tau }_{1} $ and $ {\tau }_{2} $ are measured simultaneously by recording the positions of two symmetrical dips, which are in good agreement with the theoretical results. At an averaging time of 3000 s, the measurement accuracy of two delay parameters $ {\tau }_{1} $ and $ {\tau }_{2} $ can reach 109 and 98 fs, respectively. These results lay a foundation for extending the applications of HOM interferometer in multi-parameter quantum systems.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.
3.

通信作者:董瑞芳,dongruifang@ntsc.ac.cn; 张首刚,szhang@ntsc.ac.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 12033007, 61875205, 61801458, 91836301)、中国科学院前沿科学重点研究项目(批准号: QYZDB-SW-SLH007)、中国科学院战略性先导科技专项C类项目(批准号: XDC07020200)、中国科学院“西部青年学者”项目(批准号: XAB2019B17, XAB2019B15)、广东省重点研发项目(批准号: 2018B030325001)和中国科学院重点项目(批准号: ZDRW-KT-2019-1-0103)资助的课题

Authors and contacts

1.
2.
3.

Corresponding author:Dong Rui-Fang,dongruifang@ntsc.ac.cn; Zhang Shou-Gang,szhang@ntsc.ac.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 12033007, 61875205, 61801458, 91836301), the Key Research Program of Frontier Sciences, Chinese Academy of Sciences (Grant No. QYZDB-SW-SLH007), the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (Grant No. XDC07020200), the “Western Young Scholar” Project of CAS (Grant Nos. XAB2019B17, XAB2019B15), the Key R&D Program of Guangdong Province, China (Grant No. 2018B030325001), and the Chinese Academy of Sciences Key Project (Grant No. ZDRW-KT-2019-1-0103)

文章全文: translate this paragraph

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]

[1]	翟艺伟, 李旺.基于SSA-BP网络模型的Hong-Ou-Mandel干涉时延测量研究及其在量子陀螺仪中的应用. 必威体育下载 , 2023, 72(13): 138503.doi:10.7498/aps.72.20230283
[2]	孙思彤, 丁应星, 刘伍明.基于线性与非线性干涉仪的量子精密测量研究进展. 必威体育下载 , 2022, 71(13): 130701.doi:10.7498/aps.71.20220425
[3]	田颖, 蔡吾豪, 杨子祥, 陈峰, 金锐博, 周强.强聚焦泵浦产生纠缠光子的Hong-Ou-Mandel干涉. 必威体育下载 , 2022, 71(5): 054201.doi:10.7498/aps.71.20211783
[4]	王佳, 刘荣明, 王佳超, 吴慎将.基于径向剪切干涉仪的三维位移测量技术. 必威体育下载 , 2021, 70(7): 070701.doi:10.7498/aps.70.20201451
[5]	张晓东, 於亚飞, 张智明.量子弱测量中纠缠对参数估计精度的影响. 必威体育下载 , 2021, 70(24): 240302.doi:10.7498/aps.70.20210796
[6]	王帅, 眭永兴, 孟祥国.光子增加双模压缩真空态在马赫-曾德尔干涉仪相位测量中的应用. 必威体育下载 , 2020, 69(12): 124202.doi:10.7498/aps.69.20200179
[7]	杨宏恩, 韦联福.宣布式单光子源宣布效率的宣布测量基相关性. 必威体育下载 , 2019, 68(23): 234202.doi:10.7498/aps.68.20190532
[8]	李诗宇, 田剑锋, 杨晨, 左冠华, 张玉驰, 张天才.探测器对量子增强马赫-曾德尔干涉仪相位测量灵敏度的影响. 必威体育下载 , 2018, 67(23): 234202.doi:10.7498/aps.67.20181193
[9]	兰斌, 冯国英, 张涛, 梁井川, 周寿桓.用于透明平板平行度和均匀性测量的单元件干涉仪. 必威体育下载 , 2017, 66(6): 069501.doi:10.7498/aps.66.069501
[10]	李银海, 许昭怀, 王双, 许立新, 周志远, 史保森.两个独立全光纤多通道光子纠缠源的Hong-Ou-Mandel干涉. 必威体育下载 , 2017, 66(12): 120302.doi:10.7498/aps.66.120302
[11]	王建波, 钱进, 刘忠有, 陆祖良, 黄璐, 杨雁, 殷聪, 李同保.计算电容中Fabry-Perot干涉仪测量位移的相位修正方法. 必威体育下载 , 2016, 65(11): 110601.doi:10.7498/aps.65.110601
[12]	文峰, 武保剑, 李智, 李述标.基于全光纤萨格纳克干涉仪的温度不敏感磁场测量. 必威体育下载 , 2013, 62(13): 130701.doi:10.7498/aps.62.130701
[13]	娄淑琴, 鹿文亮, 王鑫.同时测量扭转角度和扭转方向的侧漏光子晶体光纤扭转传感器. 必威体育下载 , 2013, 62(9): 090701.doi:10.7498/aps.62.090701
[14]	韩奎, 王子煜, 沈晓鹏, 吴琼华, 童星, 唐刚, 吴玉喜.基于光子晶体自准直和带隙效应的马赫-曾德尔干涉仪设计. 必威体育下载 , 2011, 60(4): 044212.doi:10.7498/aps.60.044212
[15]	朱常兴, 冯焱颖, 叶雄英, 周兆英, 周永佳, 薛洪波.利用原子干涉仪的相位调制进行绝对转动测量. 必威体育下载 , 2008, 57(2): 808-815.doi:10.7498/aps.57.808
[16]	王少凯, 任继刚, 金贤敏, 杨彬, 杨冬, 彭承志, 蒋硕, 王向斌.自由空间量子通讯实验中纠缠源的研制. 必威体育下载 , 2008, 57(3): 1356-1359.doi:10.7498/aps.57.1356
[17]	刘绍鼎, 程木田, 王霞, 王取泉.激子自旋弛豫对简并量子点发射光子对纠缠度的影响. 必威体育下载 , 2007, 56(8): 4924-4929.doi:10.7498/aps.56.4924
[18]	吴　光, 周春源, 曾和平.光纤Sagnac干涉仪中单光子干涉及路由控制. 必威体育下载 , 2004, 53(3): 698-702.doi:10.7498/aps.53.698
[19]	柴路, 何铁英, 杨胜杰, 王清月, 张志刚.光谱位相干涉仪参数的优化选取. 必威体育下载 , 2004, 53(1): 114-118.doi:10.7498/aps.53.114
[20]	倪育才, 王邦益.用改进的瑞利干涉仪精确测量空气折射率. 必威体育下载 , 1977, 26(1): 90-92.doi:10.7498/aps.26.90

计量

文章访问数:4974
PDF下载量:136
被引次数:0

搜索

留言板