Photon echo without a free induction decay in a double-Lambda system
我们描述了一种新的光子回波脉冲序列的双$Λ$型能级系统的输入和重定相跃迁是不同的应用$π$脉冲。我们表明，尽管有不完善的$π$ -脉冲（与大的相干发射由于自由感应衰减），增加的噪声仅为0.019 $\pm$ 0.001相对于散粒噪声的频谱模式的回波。在“重定相放大自发发射”（RASE）方案\cite{Ledingham2010}中使用该回波脉冲序列将允许产生与任何明亮驱动场处于不同频率、时间和潜在空间模式的纠缠光子对。在Pr：YSO晶体中表征了该序列的相干性和效率特性。
2011-02-16 quant-ph
Criticality-amplified quantum probing of a spontaneous collapse model
针对自发坍缩模型自由参数的计量上界问题，提出利用扩展量子伊辛链非平衡态与量子临界性放大效应的量子探测方法。
2025-05-14 quant-ph
Echo-Based Quantum Memory
在本书的第一章中，我们回顾了基于光子回波的光量子存储器方案。我们概述了原子频率梳（AFC），梯度回波记忆（GEM）和重相放大自发发射（RASE）协议的基本原理。我们描述的稀土离子和气体蒸汽合奏已被用来进行实验演示的属性。这些实验进行了讨论，参考相关的经典和量子性能标准。
2019-02-12 physics.optics quant-ph
Progress towards efficient 4-level photon echo memories
本研究在Er:YSO中使用4能级重相位放大自发辐射协议实现了高效自旋存储量子存储器，召回效率达80%，支持70个时间模式存储，并展示了ASE和RASE场间的非经典相关性，为量子网络和量子计算应用提供了明确改进路径。
2025-08-11 quant-ph
Transition between Amplified Spontaneous Emission and Superfluorescence in a longitudinally pumped medium by an X-ray free electron laser pulse
从理论上研究了X射线自由电子激光脉冲激发三能级扫描增益介质中自发发射放大到超荧光的跃迁。在给定X射线自由电子激光脉冲时间尺度的情况下，详细研究了扫描泵浦过程，结果表明，X射线自由电子激光脉冲的时间结构对粒子数反转的产生比其峰值强度起着更重要的作用。对于给定的相干时间，两个辐射区的典型分水岭取决于增益介质的光学深度，即粒子数密度和介质长度同样重要。然而，我们发现介质长度比粒子密度对前后不对称性的影响更大。瞬态增益长度和介质总长度是观察长度诱导后向跃迁的两个重要因素。目前的结果表明，单通放大光源的参数控制的应用。
2019-11-01 quant-ph
Randomness Quantification for Quantum Random Number Generation Based on Detection of Amplified Spontaneous Emission Noise
放大的自发发射（ASE）噪声已被广泛研究并用于构建量子随机数发生器（QRNG）。以往的相关工作主要集中在QRNG系统的实现和验证上，但对于ASE噪声的一般性检测的全面物理模型和随机性量化尚不完善，这对于定量安全分析至关重要。本文建立并验证了一个系统的物理模型，用于研究外加电子噪声的ASE噪声的发射、检测和获取，并在此基础上进行了各种设置下的数值模拟，模拟结果与相应的实验数据吻合良好。然后，提出了一种随机性量化方法和相应的实验验证方法，量化了纯粹由量子过程产生的随机性，改进了基于ASE噪声检测的QRNG安全性分析。本文所提出的物理模型和随机性量化方法对于由任意分布光子数探测产生随机性的QRNG系统具有重要的可行性和适用性。
2020-08-27 quant-ph
Thermal radiation and amplified spontaneous emission from a random medium
我们计算系统的热辐射的统计，其中辐射散射混乱，通过相关的光计数分布的散射矩阵-其统计特性是已知的随机矩阵理论。我们发现，超泊松噪声是一个减少了自由度的黑体。一般的理论适用于一个无序的平板和混沌腔，并扩展到包括放大以及吸收系统。我们预言了随机激光器中放大的自发发射在激光阈值以下存在一个过量噪声。
1998-06-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabatic passage in photon-echo quantum memories
基于光子回波的量子存储器使用非均匀加宽的光学厚的吸收体集合来存储弱光信号，并采用各种协议来使原子相干性重新相位以用于信息检索。我们研究了两个连续的，频率啁啾的控制脉冲的相干重定相在一个合奏与“自然”的非均匀加宽的应用。尽管传播效应使两个控制脉冲产生不同的扭曲，但驱动绝热通道的啁啾脉冲可以使光学厚存储介质中的原子相干性重新定相。与空间相位失配技术相结合以防止初级回波发射，相干光可以围绕基态重新定相以实现具有接近单位效率的次级回波发射。与使用$π$脉冲的类似方案相比，潜在的优点包括更大的潜在信号保真度、由于自发发射而降低的噪声以及更好的多存储器通道的存储能力。
2013-11-05 quant-ph
Atomic Dipole Traps with Amplified Spontaneous Emission: A Proposal
我们提出了我们认为是一种新型的光源的超冷原子远偏离共振光偶极陷阱（FORT）。该光源基于铒放大自发发射（ASE）光源，该光源为高功率掺铒光纤放大器（EDFA）提供种子。该光源的主要优点是它的相干长度非常低，因此可以在没有任何光学干涉的情况下实现几个捕获光束的非相干叠加。叠加光束的行为是一个标量和，大大简化了复杂的配置。作为一个例子，我们报告的强度噪声的估计，这个源和估计的原子过热率的蒸发冷却实验应用。它们都被发现适合于冷原子实验。
2010-08-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Amplified spontaneous emission at 5.23 um in two-photon excited Rb vapour
通过比较由放大的自发发射和420 nm各向同性蓝色荧光产生的5.23 nm中红外辐射，分析了Rb原子在不同波长连续波激发下5D-6P跃迁的布居数反转。提出了一种利用ASE探测原子蒸气双光子激发的新方法。我们已经观察到在5.23 μ m的定向同向和反向传播发射。我们发现，向后和向前定向发射的功率依赖性可以非常接近，但它们的光谱依赖性是不相同的。在Rb蒸气中的中红外发射在780和776 nm的近反向传播的光束激发不完全符合空间与所施加的激光束。这些观测结果对于提高原子介质中混频过程的效率和新场的产生具有重要意义。
2017-04-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Spatial holeburning effects in the amplified spontaneous emission spectra of the non-lasing supermode in semiconductor laser arrays
利用线性化的朗之万方程，分析了两个耦合半导体激光器非激射超模中光场的放大自发发射谱。结果表明，激光模式与非激光模式下的起伏光场之间的干涉导致了空间烧孔。这种效应在激光场和非激射模式中的波动之间引入了相敏耦合。对于高激光场，这种耦合将非激射模式的光谱分裂成由两个弛豫振荡边带和中心线组成的三重态，所述两个弛豫振荡边带与激光同相，所述中心线在激射频率处相对于激光具有π半的相移。当激光强度增加到接近阈值时，光谱显示出从激光模式频率处的单个放大的自发发射线到三重态结构的连续跃迁。推导了这种过渡的解析表达式，并讨论了典型的特征。
1998-10-13 adap-org nlin.AO physics.optics
Quantum Maxwell-Bloch equations for spontaneous emission in optical semiconductor devices
考虑量子噪声效应引起的自发发射和放大的自发发射，提出了空间非均匀光半导体器件的量子Maxwell-Bloch方程。从量子分子束外延理论出发，给出了宽面积量子阱激光器中自发发射因子β和放大后的自发发射远场图的解析表达式。
1998-10-14 cond-mat physics.optics quant-ph
Second-order coherence properties of amplified spontaneous emission from a high-power tapered superluminescent diode
研究了带横向锥形放大器的高功率多量子阱超辐射发光二极管在有反馈和无反馈时的二阶相干度。当在外腔中工作时，当锥形部分的注入电流增加时，二阶相干度从几乎热的情况g $^{(2)}$（0）$\approx$ 1.9变为最相干的情况g $^{(2)}$（0）$\approx$ 1.2。我们发现在阈值附近和阈值以下与半经典激光理论有很好的一致性，而在激光阈值以上观察到略高的g $^{(2)}$（0）。作为一个自由运行的设备，超辐射发光二极管产生了超过400 mW的光输出功率与良好的空间光束质量的$M^2_{slow} < 1.6$。在这种情况下，DSOC仅从低功率时的1.9略微下降到最大输出功率时的1.6。据我们所知，这是第一次调查的高功率锥形超辐射发光二极管的二阶相干程度。这样的设备对于探测二阶相干函数的真实世界应用（诸如重影成像）可能是有用的。
2017-09-18 physics.optics quant-ph
Photon statistics of amplified spontaneous emission
量子技术的发展导致需要具有特定光子统计的辐射源的新应用。广泛使用的泊松统计量很容易由激光产生;然而，某些应用需要超或亚泊松统计量。光源的统计特性由二阶相干函数g^（2）（0）表征。该函数将g^（2）（0）=1的激光的受激辐射与其他光源的光区分开来。例如，对于黑体辐射，g^（2）（0）=2;对于单光子辐射，g^（2）（0）=0。需要超泊松统计（g^（2）（0）>1）的应用之一是利用热光的重影成像。重影成像还需要具有窄线宽和高强度的光。目前，相当昂贵且低效的光源用于此目的。近年来，基于放大自发发射（ASE）的超辐射发光二极管被认为是一种新的成像光源。尽管ASE已被广泛研究，但其光子统计尚未解决-既没有可靠的二阶相干函数的理论估计，也没有明确的实验数据。我们的计算机模拟清楚地表明，ASE产生的光的相干特性类似于g^（2）（0）=2的热源，与泵浦功率无关。这一结果表明了ASE与激光辐射的根本区别。
2018-06-19 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Hermitian stochastic methodology for X-ray superfluorescence
针对X射线放大自发辐射随机模型的发散与数值不稳定问题，提出微扰处理随机分量的厄米形式体系，可统一描述各发射阶段并使单次随机实现对应单次实验观测。
2024-06-13 physics.optics quant-ph
Amplified emission and lasing in a plasmonic nano-laser with many three-level molecules
从理论上研究了由许多染料分子围绕金纳米球规则排列组成的系统的稳态等离子体激元激光。采用具有真实分子耗散的三能级模型分析了泵浦场幅度和分子数目对器件性能的影响。很少的分子和适度的泵浦产生单个窄的发射峰，因为受激分子通过放大的自发发射将能量转移到单个偶极等离子体振子模式。在强泵浦下，由于两个分子激发能级通过与泵浦场和偶极等离子体激元场的相干耦合而相互干扰，因此单个峰分裂成更宽、更弱的发射峰。大量的分子产生了泊松分布的等离子体激元数态具有大的平均数特征的激光作用。然而，由于分子干涉效应，这些激光特性在强泵浦下恶化。
2017-11-20 physics.optics quant-ph
Ultrabroadband Quantum-Secured Communication
我们提出了一个双向的安全通信协议，其中爱丽丝使用放大的自发发射源，而鲍勃采用二进制相移键控和光放大器。针对捕获连接Alice和Bob的光纤中丢失的所有光的窃听者，该协议能够在50公里范围内进行3.5 Gbps的量子安全直接通信。如果Alice用自发参量下变频器增强她的终端，并且Alice和Bob都添加信道监视器，则他们可以在该范围内实现2 Gbps的量子密钥分发，以对抗将她自己的光注入Bob的终端的窃听者。与目前流行的量子密钥分发方法相比，该协议通过在每个密钥比特上使用多个超宽带光子来减少信道损耗，从而有可能显著提高长距离下的安全密钥传输速率。
2015-10-23 quant-ph
Stochastic modeling of x-ray superfluorescence
提出一种基于随机偏微分方程的三维广义Maxwell-Bloch建模框架，通过具有特定相关性的场与原子噪声统一描述X射线自发辐射、放大自发辐射和超荧光。
2024-06-13 physics.optics quant-ph
Spontaneous breaking of spatial and spin symmetry in spinor condensates
量子涨落的参量放大构成了自发对称性破缺的基本机制。在我们的实验中，旋量凝聚作为一个参数放大器的自旋模式，导致双重自发破缺的空间和自旋对称性的放大云。我们的实验允许在特定的空间贝塞尔样模式的放大的精确分析，允许详细了解的双重对称性破缺。在共振，创造涡旋-antivortex叠加，我们表明，圆柱形的空间对称性是自发打破，但相位压缩防止自旋对称性破缺。然而，如果非简并自旋模式有助于放大，量子干涉导致自旋相关的密度分布，因此自发形成的纵向磁化模式。
2010-07-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Emission spectrum of broadband quantum dot superluminescent diodes
本文提出了一种在量子白噪声极限下宽带量子点超辐射发光二极管放大自发发射的微观理论。从多模量子理论出发，我们有能力得到所有阶的时间关联函数。特别是，我们推导出速率方程的光功率密度，在二极管内的量子点的非均匀系综的水平占用，以及发射光谱。作为主要结果，我们发现外部功率谱作为与洛伦兹响应的二极管内光子谱的卷积。假设高斯光-物质耦合产生类似形状的高斯输出光谱，这与现有的实验数据非常吻合。
2019-05-15 quant-ph
Silent White Light
本文通过结合量子点物理与量子光学，在泵浦可饱和量子点增益介质中建模宽带光子统计，证明利用温度调谐准费米能级和饱和非线性可将热玻色-爱因斯坦统计操控为泊松统计，从而产生低强度噪声的“寂静白光”，适用于光学相干断层扫描、光通信和光镊等应用。
2023-10-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Realizing Quantum free-electron lasers: A critical analysis of experimental challenges and theoretical limits
研究了实现高增益量子自由电子激光（Quantum FEL）的实验要求。在电子束和波荡器的基本约束之外，我们讨论了优化的相互作用几何形状，包括衍射，空间电荷和自发发射的影响以及相干特性。基于所需的量子自由电子激光特性，以及目前的实验能力，我们提供了一个程序，用于确定相应的一组实验参数。即使在理想化的情况下，空间电荷和自发发射的组合约束也对在几个增益长度上维持量子状态施加了很大的限制。在这些结果的指导下，我们建议将重点转向种子量子自由电子激光，而不是继续瞄准自放大自发发射（SASE）。此外，我们指出，严格的量子理论的必要性，自发发射以及空间电荷，以确定可能的漏洞，在我们的论点。
2018-08-17 physics.acc-ph physics.plasm-ph quant-ph
High-gain quantum free-electron laser: long-time dynamics and requirements
我们在量子机制下求解了高增益自由电子激光的长时间动力学。在这种情况下，每个电子平均最多发射一个光子，与初始场无关。与此相反，光子统计的方差表现出一个定性的不同行为，为不同的初始状态的字段。我们发现种子量子自由电子激光比自放大自发发射更容易实现。
2021-03-24 physics.acc-ph physics.optics quant-ph
Polychromatic forward-directed sub-Doppler emission from sodium vapour
本文从光的轨道角动量转移到产生的场的角度，阐明了在连续波亚100 mW功率共振激光辐射下，钠蒸气双光子激发产生紫外到中红外线的机理。在819.7 nm处由四波混频产生的光的测量的9.5 MHz宽的光谱线宽设置了在2338 nm和9093 nm处由放大的自发发射产生的两个场的线宽的上限。了解这一新领域的细节是核心的应用，如远离检测和定向激光制导星。
2019-08-30 physics.optics quant-ph
Quantum Maxwell-Bloch equations for spatially inhomogeneous semiconductor lasers
提出了空间非均匀半导体激光器的量子Maxwell-Bloch方程。量子分子束外延是从描述光场与带隙附近的电子和空穴的量子态相互作用的全量子力学算符动力学导出的。通过考虑场-场关联和场-偶极关联，QMBE包括导致自发发射和放大的自发发射的量子噪声效应。特别地，自发发射的源通过将偶极-偶极相关分解成电子和空穴密度的乘积而获得。QMBE的一般设备，边缘发射激光器和垂直腔面发射激光器，提供了一个出发点，在近场和远场模式的这种激光二极管的空间相干性的详细分析。给出了量子分子束外延描述的增益谱和自发发射谱的解析表达式。这些结果被应用到宽区域激光器的情况下，其中的频率和载流子密度依赖的自发发射因子β和阈值附近的远场图案的演变。
1998-10-13 adap-org cond-mat nlin.AO
Quantum limits on the time-bandwidth product of an optical resonator
Tsakmakidis等人[Science 356，1260（2017）]提出了一个发人深省的建议，即非互易光学可以打破无源谐振器的时间带宽限制。在这里，我重申了他们的谐振器模型，并表明量子力学确实施加了限制，或者需要额外的噪声以与有源谐振器中放大的自发发射相同的方式添加。我还用热力学来论证，在他们提出的器件中必须存在额外的耗散或噪声。
2017-12-22 physics.optics quant-ph
Photon noise in a random laser amplifier with fluctuating properties
我们研究了光计数的数量波动测量的理想光电探测器照明的光散射在放大无序介质中，低于阈值的随机激光。我们表明，波动的方差和它们的关联函数携带有关介质的波动特性的信息。建立了放大自发发射（ASE）和介质的无量纲电导g的光计数的数量的波动之间的直接联系。我们的研究结果表明，通过分析它们的ASE的统计数据，探测放大无序介质的可能性，而不从外面照射它们的探测光束。
2009-04-23 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Squeezed light from a semiconductor amplifier
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术学院）；Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；P.N. Lebedev Physical Institute（P.N.列别捷夫物理研究所）
本文理论分析半导体放大器饱和放大中通过四波混频产生双模压缩光，频移约GHz，压缩可达10dB以上，且强波可作本地波便于观测。
2026-10-09 physics.optics quant-ph
On Chip Quantum States Generation by Incoherent Light
本研究揭示了泵浦时间非相干性对光子源量子性质的建设性影响，理论上证明其能提高自发四波混频的源亮度与纯度，实验中利用ASE源实现了高光子对生成率、低预示二阶自相关，并成功制备了违背贝尔不等式的偏振纠缠态。
2025-04-29 physics.optics quant-ph
Producing entangled photon pairs and quantum squeezed states in plasmas
本文提出利用等离子体中的相对论四波混频产生偏振纠缠光子对，并通过将泵浦失谐设为两倍等离子体频率来增强相互作用，从而产生强双模压缩态，同时抑制拉曼散射噪声以保持压缩幅度。
2025-01-06 physics.plasm-ph quant-ph
Tailored quantum statistics from broadband states of light
我们分析了由量子点超辐射发光二极管产生的放大自发发射的光子的统计特性。通过将相应的量子态参数化为多模相位随机高斯密度算子，考虑了实验上可检测的发射性质。在随后的两个实验中，使用快速双光子吸收检测观察二阶等时间以及二阶完全时间分辨的强度相关飞秒时间尺度上证明了该模型的有效性。在第一个实验中，我们研究的光子统计时，贡献的纵向模式的数量系统地减少，通过施加良好的控制光反馈。在第二个实验中，我们将来自单模激光二极管的相干光加入到量子点超辐射发光二极管的宽带辐射中。调整功率比，我们实现了定制的二阶相关，从高斯到泊松统计。这两个实验是非常好的理论相匹配，从而使第一次深入了解辐射的量子特性的量子点超辐射发光二极管。
2014-12-19 physics.optics quant-ph
Directional infrared emission resulting from cascade population inversion and four-wave mixing in Rb vapours
研究在低功率共振光分步激发的Rb蒸气中，揭示5D-6P级联粒子数反转的双向中红外放大自发辐射及5P-5D-6P-6S-5P回路的单向1367 nm参量四波混频机制。
2013-11-01 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum coherence, radiance, and resistance of gravitational systems
我们开发了一个通用的框架，开放的动力学系综的量子粒子受时空波动的平坦背景。任意数量的相互作用玻色子和费米子粒子被认为是。一个系统的方法来产生的引力波在量子域恢复已知的经典极限的四极辐射公式和反向反应耗散。经典的引力辐射和吸收关系被量子化为量子场论对应的算符和量子系综平均。某些与因子排序有关的一致性问题已经得到处理和解决。使用这里建立的理论公式与数值模拟的量子制度，我们讨论了潜在的新的影响，包括通过引力子的自发发射和集体放大辐射的引力波的相关量子粒子的退相干。
2017-09-27 astro-ph.CO gr-qc quant-ph
