Quantum interference of multimode two-photon pairs with a Michelson interferometer
利用迈克耳孙干涉仪实验观察到远低于阈值的多模光参量振荡器产生的双光子干涉现象,发现双光子干涉具有多峰结构。发现干涉仪不平衡时的关联函数明显地依赖于两干涉光束的光程差和相位,而平衡时的关联函数的形状除了高度外与光程差和相位无关。实验结果与理论预测吻合较好。
2008-06-26 quant-ph
Stable optical spring in aLIGO detector with unbalanced arms and in Michelson-Sagnac interferometer
aLIGO引力波探测器在暗端口区工作时,光学刚度不稳定。我们发现,相同的干涉仪与排除对称的机械模式,但与不平衡的臂允许得到稳定的光学弹簧反对称的机械模式。获得稳定性所需的臂失谐被示出为小失谐-其对应于信号端口中的小功率。我们指出,在具有功率和信号回收镜以及不平衡臂的迈克尔逊-萨尼亚克干涉仪中也可以获得稳定的光学弹簧。
2013-12-26 quant-ph
Broadband sensitivity enhancement of detuned dual-recycled Michelson interferometers with EPR entanglement
我们证明了EPR纠缠压缩方案对于提高失谐双回收迈克耳孙干涉仪的散粒噪声限制灵敏度的适用性。特别地,该方案被应用于GEO1,600干涉仪。整个干涉仪,臂长不对称性,和不完善的分离的信号和空闲光束的损失的影响被认为是。
2017-08-21 physics.optics quant-ph
Broadband squeezing of quantum noise in a Michelson interferometer with Twin-Signal-Recycling
双信号回收(TSR)建立在两个光耦合腔的谐振偶极子的基础上,有效地提高了干涉仪在特定信号频率下的灵敏度。我们报道了双信号循环迈克耳孙干涉仪的首次实验实现及其压缩光注入的宽带增强。整个装置被稳定地锁定,并且证明了干涉仪散粒噪声的宽带量子噪声降低高达4dB。该系统的特点是通过测量其量子噪声谱的几个调谐的TSR腔。我们发现实验结果和数值模拟之间的良好协议。
2010-05-25 quant-ph
Guided magnonic Michelson interferometer
磁子学是一门新兴的学科,在经典和量子信息处理中具有潜在的应用。在二维介质中自由传播的磁振子受到色散的影响,这限制了它们的有效范围和保真度。我们展示了可控磁振子电路的设计,利用表面载流导线来创建磁振子波导。我们还展示了一个磁振子定向耦合器和可控的迈克耳孙干涉仪的设计,以证明其实用程序的信息处理任务。
2016-12-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theoretical analysis of a Polarized Two-Photon Michelson Interferometer with Broadband Chaotic Light
本文研究了带双光子吸收探测器的迈克耳孙干涉仪中宽带混沌光的双光子干涉。理论分析基于双光子干涉和费曼路径积分理论。引入双光子相干矩阵计算了考虑偏振态的二阶干涉图样。我们的研究表明,在双光子干涉过程中,除了时间和空间之外,偏振也是调节干涉图样的另一个维度。它可以作为一个开关来操纵干涉过程,并打开大门,许多新的实验方案。
2021-08-31 quant-ph
Optimizing the phase sensitivity of a Michelson interferometer with a two mode squeezed coherent input
研究了一种双模压缩相干态输入的迈克尔逊干涉仪。这种干涉仪在散粒噪声极限上具有更好的相位灵敏度,其系数为$e^{2r}$,其中$r$是压缩参数[Phys. Rev. A 102,022614(2020)]。我们表明,当光子损失和噪声在两个手臂是不对称的压缩角的最佳选择可以允许在没有任何增加的输入或泵浦功率的相位灵敏度的改善。特别地,当损耗仅发生在干涉仪的一个臂上时,我们可以将光子损耗的相位灵敏度提高到80%。因此,可以在诸如LiDAR、陀螺仪和测量高吸收/反射材料的折射率的若干应用中做出显著改进。
2023-03-02 quant-ph
Generalized analysis of quantum noise and dynamic back-action in signal-recycled Michelson-type laser interferometers
我们分析了用于探测引力波和台式量子光学力学实验基础研究的迈克尔逊型干涉仪中辐射压力引起的镜面运动和光场的相互作用,重点关注具有(轻微)不平衡分束器和(小)偏离暗端口的非对称机制。正如最近所示,这种制度提供了新的有趣的功能,特别是稳定的光学弹簧和光学冷却腔共振。我们表明,一般的性质,在迈克尔逊型干涉仪的光机耦合不适合标准的色散/耗散二分法。特别是,一个对称的迈克耳孙干涉仪与信号循环,但没有功率循环腔的特点是一个纯粹的耗散光机械耦合;只有在不对称的存在,额外的色散耦合出现。在具有信号和能量循环腔的引力波探测器中,发生了另一种“相干”类型的光机械耦合。我们在这里开发了一个通用的框架分析的非对称迈克尔逊型干涉仪,其中也包括载波光注入到两个端口的干涉仪的可能性。利用这一框架,我们深入分析了迈克尔逊-萨尼亚克干涉仪的“反常”特征,这些特征在以前的工作中已经讨论过并在实验中观察到[1-3]。
2016-04-05 gr-qc quant-ph
Strain sensitivity enhancement in a Grover-Michelson interferometer
本文提出通过使用Grover硬币替代传统分束器,提升Grover-迈克尔逊干涉仪的应变灵敏度,并通过光回收装置进一步增强性能。
2025-12-09 physics.optics quant-ph
A naturally stable Sagnac-Michelson nonlinear interferometer
干涉仪通过将相位变化转换为强度变化来测量各种各样的动态过程。非线性干涉仪,利用非线性介质代替分束器,承诺在追求达到最终的灵敏度极限的实质性改善。在这里,我们展示了一种新的非线性干涉仪,利用一个单一的参量放大器模式混合-概念上,一个非线性版本的传统迈克耳孙干涉仪与它的手臂塌缩在一起。我们观察到高达99.9\%的干扰可见度,并找到证据的基础上相敏增益的噪声降低。我们的配置比以前的演示使用更少的组件,不需要主动稳定,为实际的非线性干涉传感器提供新的功能。
2016-11-01 physics.optics quant-ph
Demonstration of a squeezed light enhanced power- and signal-recycled Michelson interferometer
报道了功率回收、失谐信号回收和压缩场注入三种先进的引力波探测干涉仪技术的实验组合。我们第一次实验证明了特别是后两者的兼容性。为了实现宽带非经典灵敏度的改善,我们应用了一个滤波器腔的正交旋转补偿。信噪比比相干态的散粒噪声提高了2.8 dB。完整的设置被稳定锁定任意时间,其特征在于注入单边带调制字段。
2007-07-02 quant-ph
Gravitational wave memory and quantum Michelson interferometer
本文研究了量子迈克尔逊干涉仪在非线性光力学和时变引力场共同作用下的输出,发现相移与引力波振幅的正比关系存在与引力波记忆效应相关的微小偏移,并揭示了随机引力波记忆背景通过新机制贡献量子红噪声谱,从而为高精度探测系统提出新的量子噪声极限。
2024-05-10 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Experimental demonstration of a Grover-Michelson interferometer
本文实验演示以无内部干涉的四端口Grover coin替代传统分束器构建Grover-Michelson干涉仪,消除相位冗余并显著提升相位灵敏度。
2024-09-06 physics.optics quant-ph
Cross-correlation scheme for quantum optical coherence tomography based on Michelson interferometer
本文提出基于迈克尔逊干涉仪的交叉相关方案,用于改进量子光学相干断层扫描,解决自相关方案中的寄生项和相位噪声问题,提升实际应用潜力。
2025-12-11 physics.optics quant-ph
Nonclassical states of light in a nonlinear Michelson interferometer
非线性量子精密测量方案可以导致比海森堡有限标度更快的测量不确定度。我们研究了嵌入克尔介质中的迈克耳孙干涉仪[Luis和Rivas,Phys.Rev.A92,022104(2015)],其导致与其两个臂的长度的相对变化相对应的非线性强度相关相移。给出了最小可达测量不确定度的量子克拉美-罗界,并研究了实际中使该界饱和的要求。讨论了干涉仪输入光态的选择和输出端的读出策略。理想的,非经典状态的光,必须用来饱和的约束被发现是非常容易受到光子损失噪声。我们确定最佳状态在每个噪声水平,既有弹性的噪声和能够提供增强的灵敏度,并讨论实际实现的干涉测量方案使用这样的状态。
2021-12-06 quant-ph
Quantum noise of a Michelson-Sagnac interferometer with translucent mechanical oscillator
光辐射压的量子涨落可以激发机械振子的随机运动,从而实现线性量子光-机耦合。当对振荡器的位置进行精确测量时,这种耦合导致量子辐射压力噪声。到目前为止,尚未观察到这种效应。一般来说,当振荡器的有效质量减小或反射光的功率增大时,辐射压力噪声的强度增大。最近,在室温下具有高机械Q值的极轻SiN膜作为低热噪声机械振荡器引起了人们的注意。然而,这些膜的功率反射率远低于1,这使得使用先进的干涉仪再循环技术来放大标准迈克耳孙干涉仪中的辐射压力噪声是低效的。在这里,我们提出和理论分析的迈克尔逊Sagnac干涉仪,包括作为一个共同的端镜的迈克耳孙干涉仪部分的膜。在这种新的拓扑结构中,即使膜的反射率远低于1,也可以使用功率和信号再循环。特别是,信号再循环是一个有用的工具,因为它不涉及膜上的功率增加。我们推导出的量子辐射的压力噪声和散粒噪声的振荡器位置测量的公式,并比较它们与理论模型的SiN膜的热噪声的基本谐振频率为75 kHz和有效质量为125 ng。我们发现,量子辐射压力噪声应该是可观察到的功率为1 W的中心分束器的干涉仪和膜温度为1 K。
2009-12-16 quant-ph
Interference fringes in a nonlinear Michelson interferometer based on spontaneous parametric down-conversion
量子非线性干涉仪(QNI)可以通过检测可见光子来测量样品的红外物理量。系统地研究了基于二阶非线性晶体自发参量下转换的迈克尔逊量子干涉仪。提出了QNI的简化理论模型。从理论和实验上证明了QNI的干涉可见度、相干长度、等倾干涉和等厚干涉。作为QNI的应用实例,利用等倾干涉和等厚干涉测量了BBO晶体的折射率和两个表面之间的角度。
2021-09-17 physics.optics quant-ph
Broadband biphoton source for quantum optical coherence tomography based on a Michelson interferometer
本文提出并实验验证了一种利用体块非线性晶体中紧聚焦泵浦产生宽带明亮共线双光子的方法,并将其应用于迈克尔逊干涉仪型QOCT,实现了创纪录的分辨率和色散消除。
2025-02-06 physics.optics quant-ph
Experimental demonstration of a squeezing enhanced power recycled Michelson interferometer for gravitational wave detection
干涉引力波探测器预计会受到某些频率的散粒噪声的限制。我们的实验表明,一个功率回收迈克尔逊与压缩光注入到暗端口可以克服这个限制。测量到2.3dB的信噪比的改善,并长时间稳定锁定。我们实验的配置、控制和信号读出与当前的引力波探测器设计兼容。我们认为我们的系统的应用程序,如LIGO长基线干涉仪的设计。
2002-05-09 gr-qc physics.optics quant-ph
Michelson interferometer operating at effects of first order with respect to v/c
在本文的第一版中,(arXiv:1003.2899v1,15.03.2010)首先描述了测量迈克耳孙干涉仪中的干涉条纹的非零偏移的传统方法,该方法在相对于v/c的二阶效应上操作,揭示了1881 ~ 1960年干涉条纹位移测量失败的原因。结果表明,在24小时观测周期内,在奥布宁斯克纬度,以太风速的水平投影在140 ~ 480 km/s之间变化。本文的第二个版本(arXiv:1003.2899v2,15.04.2010)补充了第二种寻找以太风速度的方法-通过测量干涉条纹夏季偏移与冬季偏移之比的最大季节性下降(等于~12%)。它给出了与第一种方法相同的以太风速投影值区间。一百多年来,人们一直认为迈克尔逊型干涉仪不能被调整,例如检测关于v/c的一阶效应。下面我将证明这是可能的,并且比在二阶干涉仪上更成功。与传统方法相反,在一阶干涉仪中,在半透明板上分裂后的光在一个光学介质中在两臂中传播到反射镜,并且在从反射镜反射后通过另一光学介质返回。干涉条纹的位移与介质的介电常数之差成正比。用一阶干涉仪测得的地球速度相对于光以太的水平投影与前两种方法所得结果一致。
2010-04-19 quant-ph
Extension of the input-output relation for a Michelson interferometer to arbitrary coherent-state light sources: --- Gravitational-wave detector and weak-value amplification ---
本文对传统迈克尔逊干涉引力波探测器的输入输出关系进行了推广,使其能处理任意相干态的注入光束。这一推广是澄清传统引力波探测器与[A.~]中弱测量激发的引力波探测器简单模型之间关系的必要研究之一。Nishizawa,Phys.Rev.A { \bf 92}(2015),032123.]。导出的输入输出关系不仅描述了一个传统的迈克尔逊干涉引力波探测器,但也弱测量的情况。因此,我们可以说,传统的迈克尔逊引力波探测器已经包括了弱值放大的本质,即通过在暗端口处的测量来减少来自光源的量子噪声。
2018-02-22 gr-qc quant-ph
Reduction of quantum noise and increase of amplification of gravitational waves signals in Michelson interferometer by the use of squeezed states
本文指出,在用于引力波探测的迈克耳孙干涉仪中,由于高激光强度而产生的量子噪声可以通过将压缩真空态送到干涉仪的“暗”端口来减小。这种物理系统的实验细节已经在Barak和Ben-Aryeh最近的一篇文章(JOSA-B,25,361(2008))中描述。在Voronov和Weyrauch最近的另一篇文章(Phys. Rev.A81,053816(2010))中,他们遵循了我们处理同一物理系统的方法,并指出了我们的一个表达式的符号中的错误,从而声称消除了我们的物理结果。我在这里展示了一种方法,通过这种方法,光子数算子的期望值增加,同时标准差减少。虽然由于我们表达式中符号的错误,获得这种结果的物理方法与我们原来的研究[1]不同,但主要的物理效应仍然存在。
2010-05-26 gr-qc quant-ph
Observing two-photon subwavelength interference of broadband chaotic light in polarization-selective Michelson interferometer
与传统的实现亚波长干涉的方法不同,我们首次在偏振选择迈克耳孙干涉仪中利用超快双光子吸收探测器实现了宽带混沌光的双光子亚波长干涉效应,该效应是通过控制干涉中的双光子几率幅实现的。在理论上,结合双光子偏振相干矩阵和概率幅度矩阵,推导出偏振双光子干涉项,较好地解释了实验结果。为了更好地利用这种干涉仪产生亚波长效应,我们还进行了一系列的误差分析,找出了可见度与偏振度误差之间的关系。我们的实验和理论研究结果有助于理解亚波长双光子干涉现象,对发展基于量子力学的矢量光场双光子干涉理论具有重要意义。这些实验结果可能有助于发展未来的光学干涉,光学偏振测量,亚波长光刻。
2021-08-06 physics.optics quant-ph
Anomalous dynamic back-action in interferometers
本文分析了在暗口工作的信号回收迈克尔逊干涉仪和迈克尔逊-萨尼亚克干涉仪中的动态光机反作用。我们表明,在这种情况下-和相反的研究规范形式的动态反作用的暗端口-在迈克尔逊-萨格纳克干涉仪的光学阻尼获得一个非零值的腔共振,和额外的稳定/不稳定区域的谐振的两侧,揭示了新的制度的冷却/加热的微机械振荡器。在自由质量迈克耳孙干涉仪中,在一定的参数范围内,我们预测了一个稳定的单载流子光学弹簧(正弹簧和正阻尼),它可以用于降低下一代引力波探测器中的量子噪声。
2013-08-23 cond-mat.mes-hall gr-qc physics.optics
Improving the precision of weak-value-amplification with two cascaded Michelson interferometers based on Vernier-effect
提出了一种基于游标效应的改进型弱值放大镜测速技术。利用两台级联的迈克耳孙干涉仪,实现了灵敏度的提高和信噪比的提高。这两种干涉仪由相似的光学结构组成。一个具有固定反射镜的干涉仪充当游标尺的固定部分,而另一个具有移动反射镜的干涉仪充当游标尺的滑动部分以用于速度感测。在一定的增强因子下,级联干涉仪的包络移动远大于单个干涉仪,这与两个干涉仪之间的自由空间距离差有关。此外,我们计算了${\rm SNR}$的基础上的Fisher信息的MWVA技术和传统的弱值放大(TMVA)技术。结果表明,在我们的时间测量窗口范围内,采用MWVA技术的${\rm SNR}$大于采用TWVA技术的${\rm SNR}$。我们的数值分析证明,我们的MWVA技术是更有效的TWVA技术。并且利用游标效应的原理,进一步提高MWVA技术测量其他量的灵敏度和${\rm SNR}$,具有实用性和方便性。
2021-07-30 physics.optics quant-ph
Dissipative Optomechanics in a Michelson--Sagnac Interferometer
耗散光学力学研究光学元件的运动与腔的衰减率的耦合。我们提出并从理论上探讨了该系统在光域中的实现,使用组合的迈克尔逊-Sagnac干涉仪,这使得一个强大的和可调的耗散耦合。在这样的设置中的量子干涉导致在较低的运动边带的抑制,导致在非边带分辨制度强烈增强冷却。利用最先进的参数,基态冷却和低功率量子限制位置转换都是可能的。一个强大的和可调的耗散耦合的可能性开辟了一条新的途径,对观察基本的光力学效应,如有质动力压缩或非线性动力学。除了光学力学,这里提出的方法可以很容易地转移到其他设置,包括非线性介质,原子系综,或单原子等系统。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Length sensing and control of a Michelson interferometer with Power Recycling and Twin Signal Recycling cavities
功率回收和信号回收技术是提高大尺度引力波探测器灵敏度的关键技术,它通过干涉仪内光功率和信号边带的独立共振增强来实现。进一步发展后者的概念,提出了双信号回收作为传统失谐信号回收的替代方案。双信号再循环的特征在于传统失谐信号再循环的窄带灵敏度增益,但还促进了光的压缩态的注入,增加了宽频带上的检测器灵敏度,并且需要用于最佳信号读出的较不复杂的检测方案。这些益处是以额外的再循环反射镜为代价的,因此增加了干涉仪中需要控制的自由度的数量。在这篇文章中,我们描述了长度传感和控制方案的发展,并成功地应用于桌面规模的双信号能量回收迈克耳孙干涉仪。我们能够在所有相关的纵向自由度上锁定干涉仪,使实验能够长期稳定运行。因此,我们奠定了基础,为进一步研究这种干涉仪拓扑结构,以评估其在引力波探测器中的应用的可行性。
2012-11-29 gr-qc physics.optics quant-ph
Two-photon superbunching effect of broadband chaotic stationary light at femtosecond timescale based on cascaded Michelson interferometer
利用级联迈克耳孙干涉仪(CMI)实现了宽带稳态混沌光的超聚束效应,其二阶相干度为2.42,超过了混沌光双光子聚束效应的理论上限2。用超快双光子吸收探测器测量了超聚束相关峰,其半峰宽约为95 fs。用CMI中的双光子超聚束理论解释了这种效应,并与实验结果相符合。该理论还预测,如果混沌光在CMI中传播$N$次,则二阶相干度可以远大于$2$。最后,提出了一种利用宽带混沌光在CMI中循环的微弱信号检测系统。理论上,当混沌光在CMI中循环100次后,可使微弱信号的探测灵敏度提高79倍。
2020-11-30 physics.optics quant-ph
Optical layout for a 10m Fabry-Pérot Michelson interferometer with tunable stability
高精度干涉测量的灵敏度会受到介质镜涂层内布朗噪声的限制。例如,这发生在引力波探测器的光学谐振器中,其中可以通过增加激光束尺寸来降低噪声。然而,谐振腔的稳定性及其光学性能通常对最大可行光束尺寸施加限制。本文描述了一台10 μ m可调谐法布里-珀罗迈克耳孙干涉仪的光学设计。我们的设计将使我们能够进行初始调试与臂腔的高稳定性,而之后的臂腔长度可以逐步增加到最终的,边缘稳定的配置。只需要最小的硬件变化,相对于一个可比较的“静态”布局,所提出的技术不仅使我们能够探索与现实的镜子表现出不可避免的表面缺陷的光学谐振腔的稳定性限制,但也有机会测量涂层布朗噪声的频率低至几百赫兹。详细的可调谐干涉仪的光学设计和要求的光学元件来自鲁棒性评估。
2011-12-08 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Bohm's "quantum potential" can be considered falsified by experiment
描述了一个迈克尔逊-莫雷型实验,它利用纠缠光子之间的双光子干涉代替经典光干涉。在这个实验背景下,否定的结果(检测率没有变化)排除了大卫·玻姆的无限速度时间有序“量子势”假设,从而支持了永恒的标准量子坍缩。
2014-10-08 quant-ph
Broadband detuned Sagnac interferometer for future generation gravitational wave astronomy
在标准量子极限(SQL)以下的量子噪声的宽带抑制成为未来一代的大型地面引力波探测器的首要问题,作为先进的LIGO项目的干涉仪,预先设计的量子噪声限制在几乎整个检测波段,分阶段。为此,在各种提出的量子噪声抑制或信号放大方法中,最复杂的方法意味着两个迈克耳孙干涉仪的所谓“木琴”配置,每个干涉仪针对其自己的频带进行优化,其组合宽带灵敏度远低于SQL。尽管很巧妙,但这是一个相当昂贵的解决方案。我们证明,改变光学方案的Sagnac干涉仪与弱失谐信号回收和频率相关的输入压缩可以做几乎一样好的工作,作为木琴显着降低支出。我们还表明,Sagnac干涉仪是更强大的光学损耗的滤波腔,用于频率相关的压缩真空注入,比一个类似的迈克耳孙干涉仪,从而降低建设成本甚至更多。
2015-03-05 astro-ph.IM gr-qc quant-ph
Michelson interferometry with quantum noise reduction
本文提出并实现了一种能将噪声降低到亚散粒噪声级的迈克耳孙干涉仪。对单个信号光束进行多次测量,光的量子特性在这种干涉测量的原理中起着至关重要的作用。该方法利用光的相干态,只需对标准的迈克耳孙干涉仪作简单的修改。用这种方法测量了液体的表面起伏谱,其幅度低于散粒噪声水平。从流体动力学的考虑得出的光谱与水的观测结果吻合得很好。然而,对于石油,在高频($\gtrsim1\,$ MHz)下观察到轻微的偏差,这可能表明其更复杂的基本物理特性。测量所需光功率相对较低,时间较短,因此具有广泛的适用性。
2012-06-18 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Single-Photon Signal Sideband Detection for High-Power Michelson Interferometers
迈克耳孙干涉仪是实验物理学的基石。它的应用范围从在教育环境中提供波干涉的第一印象到以微小的精度尺度探测时空。干涉仪的精确度提供了物质和能量基本介质的独特视角,使新物理学的测试以及遥远天体物理事件的引力波特征的搜索成为可能。光学干涉仪通常通过连续测量其输出端口处的功率来操作。然后,信号扰动产生边带场,与调制该功率的条纹光形成拍音。当在近暗的相消干涉条纹下操作时,这种读出是零差检测的一种形式,其不精确性由归因于来自量子真空波动的散粒噪声的"标准量子极限“设定。边带信号场携带能量,该能量可以作为与源激光不同的光子被直接观察到。在没有信号能量的情况下,真空不会形成边带,并且不能虚假地产生光子计数或散粒噪声。因此,当经典背景低于标准量子极限时,计数可以在搜索弱信号时提供改进的统计。在这里,光子计数统计描述的光学干涉,有关的两种形式的测量和显示的情况下,计数大大优于零差读出,即使与压缩态量子增强。光子计数最直接的应用是改进随机信号的搜索,例如来自量子引力或新粒子场的随机信号。计数的优点可以扩展到更广泛的应用,如引力波探测器,和费舍尔信息的代表谱密度的概念,以激发进一步的研究。
2022-11-08 hep-ex physics.ins-det quant-ph
Simplified optical configuration for a sloshing-speedmeter-enhanced gravitational wave detector
我们提出了一种新的光学配置的干涉引力波探测器的速度计的概念的基础上使用的晃动腔。速度计在低频处提供比当前使用的迈克耳孙干涉仪固有地更好的量子噪声限制灵敏度。我们表明,一个实际的晃动腔可以相对简单地添加到现有的双回收迈克耳孙干涉仪,如先进的LIGO。
2019-11-21 gr-qc quant-ph
Quantum information technology with Sagnac interferometer: Interaction-free measurement, quantum key distribution and quantum secret sharing
单光子脉冲的干涉测量已经被用于实现量子技术系统,如量子密钥分发、无交互测量和其他一些量子通信协议。在大多数这些实施方案中,马赫-曾德尔,迈克尔逊和法布里-珀罗干涉仪是最常用的。在这项工作中,我们提出了使用Sagnac干涉仪的无相互作用测量,量子密钥分发和量子秘密共享的光学设置。建议的设置,以及使用它们的量子协议进行说明。
2007-06-08 quant-ph
Time-reversed two-photon interferometry for phase super-resolution
在非平衡迈克耳孙干涉仪中,利用经典高斯激光脉冲实现了双光子相位超分辨。我们的工作是用非平衡迈克耳孙干涉仪进行的时间反演的双光子干涉实验。测量的干涉图显示出双光子相位超分辨率,具有97.9% \pm 0.4%的高可见度。其相干长度约为输入激光脉冲的22倍。它是纠缠光子对的单光子和双光子相干长度之间的巨大差异的经典模拟。
2013-11-20 physics.optics quant-ph
Decoherence-free measurement of wavefunction collapse with interferometers in quantum superpositions
本研究提出一种不受退相干影响的波函数坍缩测量新方法,将迈克尔逊干涉仪反射镜制备为量子叠加态,通过光子探测概率测量其衰减,可利用现有技术实现,适用于检验Diósi和Penrose等引力坍缩模型。
2025-06-12 quant-ph
Pass-through Mach-Zehnder topologies for macroscopic quantum measurements
几个相对小规模的实验装置,旨在原型的未来激光引力波探测器和测试的新方法的量子测量与宏观力学对象,现在正在开发中。在这些装置中,不直接用于引力波探测,可以使用在臂中具有穿过法布里-珀罗腔的马赫-曾德尔干涉仪来代替标准的迈克尔逊/法布里-珀罗干涉仪。这种拓扑结构的优点是它不包含具有多层涂层的高反射率端镜,布朗噪声可能构成迈克尔逊/法布里-珀罗干涉仪噪声预算的主要部分。我们在这里考虑这种拓扑结构的两个变体:“普通”位置计方案和量子速度计的新变体。
2011-02-02 gr-qc quant-ph
Design of a speed meter interferometer proof-of-principle experiment
第二代大尺度干涉型引力波探测器在其探测波段的宽频带上将受到量子噪声的限制。未来的升级或超过第二代的新探测器的进一步灵敏度改进激励了测量方案的发展,以减轻这些仪器中量子噪声的影响。为了实现这一目标,正在进行两方面的开发,重点是修改完善的迈克尔逊探测器配置和开发不同的探测器拓扑结构。在本文中,我们提出了目前正在格拉斯哥大学建造的世界上第一个Sagnac速度计干涉仪的设计。通过这个原理验证实验,我们的目标是证明理论上预测的Sagnac干涉仪与等效的迈克耳孙干涉仪相比具有更低的量子噪声,以使Sagnac速度计有资格进一步研究,以实现下一代大规模引力波探测器,例如计划中的爱因斯坦望远镜天文台。
2014-09-11 gr-qc physics.optics quant-ph
Non-local two-photon correlations using interferometers physically separated by 35 meters
给出了量子关联的一个实验演示。在704和1310 nm的波长的能量和时间纠缠的光子产生的KNbO3中的参数下转换,并通过光纤发送到一个块光(704 nm)和全光纤迈克尔逊干涉仪(1310 nm),分别。两个干涉仪相距35米。在光纤干涉仪中使用法拉第镜,可以自动补偿光纤中的所有双折射效应。我们获得了高达95%的双光子条纹,其中一个可以预测8个标准偏差的贝尔不等式的违反。法拉第镜干涉仪的良好性能和自动对准功能显示了它们在未来测试贝尔不等式的潜力,以检查长距离量子相关性。
1997-12-17 quant-ph
Interferometers as Probes of Planckian Quantum Geometry
本文提出了一个大质量物体位置理论,它导致了在普朗克尺度下可观测的几何量子行为$t_P$。在平坦时空中,经典世界线的坐标由普朗克非对易算符在不同方向上的位置描述,如与零波的相互作用所定义的。由此产生的二维位置波函数的演化显示了一种新的横向位置的方向相干量子噪声。通过将二维类空表面上位置波函数的自由度数与相同面积的黑洞事件视界的熵密度相等,在没有参数的情况下,用物理单位来预测这种效应的幅度。在一个区域的大小$L$,效果类似于空间和方向相干随机横向剪切变形的时间尺度$\approx L/c$与典型的振幅$\approx \sqrt{ct_PL}$。这种量子几何的“全息噪声”在位置上不能描述为量子化度规的波动,也不能描述为量子场中的任何波动、色散或传播效应。在迈克耳孙干涉仪中,这种效应表现为噪声,类似于分束器的随机普朗克行走,持续时间长达光的交叉时间。推导了干涉仪中的信号谱和关联函数,并预测其灵敏度与当前和计划中的实验相当。提出了在实验室尺度上的近共置的迈克耳孙干涉仪,在高频下互相关,可以用现有技术检验普朗克噪声预测。
2012-02-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Speedmeter scheme for gravitational-wave detectors based on EPR quantum entanglement
我们提出了一种新的量子速度计QND测量方案的实现。它采用干涉仪测试质量的两个独立的光学读出,其特征在于带宽$γ_{1,2}$和光循环功率$I_{1,2}$的强烈不同的值,具有$I_1/I_2=γ_1/γ_2$的特殊关系。这两个位置计的输出必须通过附加的分束器组合。在该方案中,干涉仪装置的公共和差分输出处的信号分别与测试质量的位置和速度成比例。与位置信号相关联的类似位置计的反作用力的影响可以使用EPR方法通过测量与该力相关的分束器公共输出的振幅正交来消除。在现代引力波探测器的标准信号回收迈克耳孙干涉仪拓扑结构中,两个独立的光学位置计可以通过探测光的两个正交偏振来实现。我们的分析表明,EPR测速仪提供了显着改善的灵敏度为所有频率低于$\sim 30\,{\rm Hz}$相比,一个等效的信号回收迈克耳孙干涉仪。我们相信EPR速度计方案对于引力波探测器的未来升级是非常有吸引力的,因为它只需要在干涉仪硬件中实现微小的改变,并且允许在短时间尺度内在位置计和速度计模式之间切换,而不需要对硬件进行任何改变。
2017-01-06 gr-qc quant-ph
Vector Atom Accelerometry in an Optical Lattice
该研究提出两种运行于光学晶格 Bloch 能带内的多维原子干涉仪,实现二维 Bloch 振荡与矢量 Michelson 干涉,可单次测量双轴惯性加速度的大小和方向,性能接近量子极限。
2024-07-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph