Quantum amplification and simulation of strong and ultrastrong coupling of light and matter
本文综述了在腔量子电动力学、电路量子电动力学和腔光力学中放大单光子级光-物质相互作用以及模拟超强耦合的最新理论与实验进展。
2024-06-07 quant-ph
Implementation of weak measurement amplification with the weak coherent light and optomechanical system
在光机系统中，后选弱测量的研究大多集中在用单光子作为被测系统。然而，我们发现，使用弱相干光而不是单个光子也可以放大镜的位置位移的一个光子。在WVA机制（弱值放大机制）中，一个光子的弱值可以位于本征值谱之外，与成功和失败的后选择之间的镜的位置位移的差成比例，并且其成功的后选择概率取决于相干光的平均光子数，并且通过相应地调整它来改善。在WVA区外，放大极限可以达到真空涨落的水平，并且当平均光子数和光机耦合参数选择适当时，其成功后选择概率变高，有利于在现有实验条件下观察到最大放大值。这一结果打破了难以在WVA机制之外检测的限制。这为光机系统中单光子非线性效应的研究开辟了新的途径。
2021-09-18 quant-ph
Weak-Value Amplification of light deflection by a dark atomic ensemble
本文研究了在磁光操纵的原子系综中，由有效的薛定谔方程控制的光的相干传输，该原子系综具有四能级三脚架结构，用于电磁感应透明（EIT）.光束的小横向偏转，这是超敏感的EIT效应，可以大大放大通过弱测量与适当的预选和后选择的偏振态。其物理机制被解释为波包整形的效果，这导致在横向上的扩大的群速度。
2013-02-03 quant-ph
Large Polarization Squeezing in Non-Degenerate Parametric Amplification of Coherent Radiation
在相干光的非简并参量放大中存在偏振压缩，在相互作用时刻$T$的压缩度可以达到$1-e^{-2T}$ .这给出了$T=1$的$86.4\%$偏振压缩和$T=2$的$98.2\%$偏振压缩。发生这种情况的一个简单情况是，最初取平面偏振光，其在两个模式中具有相等的振幅，最终具有两个圆偏振的相等强度。这表明，在相干光中实现这种程度的偏振压缩的参数的实验设置。
2016-12-10 quant-ph
Heralded amplification for precision measurements with spin ensembles
我们提出了一个简单的预示放大计划的小旋转的集体自旋的粒子系综。我们的协议利用两个基本的原语量子存储器，即部分映射到一个合奏的光，和集体自旋激发转换成光。所提出的方案应该是可实现的与当前的技术，与潜在的应用原子钟和磁力测量。
2011-07-14 quant-ph
Polarization Squeezing in Degenerate Parametric Amplification of Coherent Light
利用非线性相互作用哈密顿量$ H=k\big(\hat a_{x}^{\dagger2}+{\hat a_{x}}^2\big)$研究了初始处于相干态的光束的偏振压缩。对于偏振压缩的程度，我们使用的定义写在最后的形式，作者和以前的文件中也使用。我们发现，偏振压缩可以很高，偏振压缩度可以小于1的一个很小的量。在一定的偏振模相位角条件下，即使在很低的光束强度下，我们也实现了偏振压缩。
2016-10-22 quant-ph
Twin stimulated amplification of light and matter waves in an atom-photon pair laser
我们考虑了位于高Q光学谐振腔中的远失谐光晶格中的超冷原子。外加一个与腔模红失谐量为一个振动量子的驱动激光，诱导了腔增强边带冷却。对于一个足够冷的原子系综，我们预测了一个振荡阈值的光学拉曼边带激光与相干物质波放大并发。在该振荡阈值以上，最低带中的光子和原子主要通过受激发射成对产生，同时强烈抑制竞争自发过程。与非简并参量振荡器非常相似，我们发现了亚泊松光子统计和几乎完美的非经典原子-光子数关联。通过隧穿或非相干散射将原子注入到更高的振动带中，然后导致连续、同时产生具有非经典原子-场关联的相干原子束和激光。
2007-12-18 quant-ph
Experimental noiseless quantum amplification of coherent states of light by two-photon addition and subtraction
本文实验实现了基于双光子加减法的无噪声量子放大器，通过量子态层析验证其增益与噪声特性，为提升放大性能提供了高效可行的替代方案。
2024-12-17 quant-ph
Teleportation-based noiseless quantum amplification of coherent states of light
本文提出一种基于量子隐形传态的无噪声光放大方案，将概率放大操作编码到双模纠缠态中，仅需光子相减与压缩真空态，并建立相空间模型分析实验不完美因素的影响。
2021-10-12 quant-ph
Slow light propagation and amplification via electromagnetically induced transparency and four-wave mixing in an optically dense atomic vapor
从实验和理论上分析了电磁感应透明（EIT）条件下弱信号场脉冲在热Rb蒸气中的传输，并研究了共振四波混频（FWM）效应。特别地，我们证明了在强控制场与弱共振信号场和远失谐Stokes场构成的双$Λ$系统中，信号场的连续波谱和脉冲传播动力学都强烈地依赖于种子Stokes场的振幅，并且这种效应在光密原子介质中得到增强.我们还表明，理论描述的信号和斯托克斯场的耦合传播是在很好的协议与实验观察。
2009-03-24 quant-ph
Weak-value amplification of the fast-light effect in rubidium vapor
我们利用弱值放大来增强热铷蒸气中诱导拉曼吸收的偏振灵敏快光效应。我们的实验表明，将输出信号投射到适当的偏振态可以实现4.2 μs的脉冲提前，这是色散自然引起的脉冲提前的15倍。更重要的是，我们表明，弱值放大与原子系统的色散响应相结合，提供了一个明显的优势，在最大的脉冲前进可实现一个给定的值的损失。这种技术在设计新型量子信息处理门和电信系统的光缓冲器方面具有潜在的应用价值。
2014-12-09 physics.optics quant-ph
Inversionless light amplification and optical switching controlled by state-dependent alignment of molecules
我们提出了一种方法来实现放大无反转的各向异性分子的外部电场的取向是状态相关的。它是基于从共振光的低态分子的去耦，而激发的分子保持发射。讨论了合适的分子类别，推导出增益因子的方程，并估计了典型实验条件下无反转放大的大小。这种开关的样品从吸收放大通过透明状态示出是可能的，都与直流和交流控制电场的帮助。
2003-10-06 physics.optics quant-ph
Ultimate quantum limit for amplification: a single atom in front of a mirror
我们研究了一维半无限波导末端附近与原子耦合的光场的三种放大过程。我们考虑两种设置，其中驱动器在三能级原子的裸露或修饰的基础上产生布居数反转，以及一种设置，其中放大是由于驱动的两能级原子中的高阶过程。在所有情况下，波导的端部充当光的反射镜。我们发现，这增强了放大在两个方面相比，在一个开放的波导相同的设置。首先，镜子迫使原子的所有输出沿一个方向行进，而不是分成两个输出通道。其次，由于反射镜的干涉使得能够调节原子中不同跃迁的弛豫速率的比率以增加粒子数反转。我们量化的增强放大由于这些因素，并表明，它可以证明标准参数的超导量子线路的实验。
2020-12-17 quant-ph
Exponentially-Enhanced Light-Matter Interaction, Cooperativities, and Steady-State Entanglement Using Parametric Amplification
我们提出了一种实验上可行的方法来增强原子-场耦合以及这种耦合和耗散之间的比率（即，在光学腔中的两个原子的相互作用。我们的方法也使稳态的近最大量子纠缠的产生。我们的方法利用光学参量放大，以指数方式增强原子-腔相互作用，因此，系统的协同性，与压缩引起的波动噪声被完全消除。因此，即使对于压缩参数的适度值，也可以实现比$100$大得多的有效协同性。我们表明，纠缠不保真度（量化的最大纠缠态的产生状态的偏差）是指数小于在其他耗散纠缠制备不施加压缩的不确定性的下限。因此，这种不忠可以任意小。我们提出的增强原子-腔协同效应的通用方法可以在广泛的物理系统中实现，并且可以为基于纠缠的量子信息处理提供多种应用。
2018-03-05 quant-ph
Efficient noiseless linear amplification for light fields with larger amplitudes
我们提出并研究了一个利用连续光子加法实现相干态非确定性无噪声线性放大的方案，即$(\hat a^{\dagger})^2$，其中$(\hat a^{\dagger})^2$是光子产生算符。我们比较它与以前的建议，使用光子加法，然后减法，$\hat a \hat a^\dagger$，其中$\hat a$是光子湮灭运营商，作为一个适当的放大器只适用于弱光场。我们表明，当相干态的振幅是$|α| \gtrsim 0.91$，$(\hat a^{\dagger})^2$操作作为一个更有效的放大器相比，$\hat a \hat a^\dagger$操作的等效输入噪声。使用$\hat a \hat a^\dagger$和$(\hat a^{\dagger})^2$作为基本构建块，我们比较了使用$(\hat a \hat a^\dagger)^2$，$\hat a^{\dagger 4}$，$\hat a \hat a^\dagger\hat a^{\dagger 2}$，和$\hat a^{\dagger 2}\hat a \hat a^\dagger$的相干态的组合放大，并显示$(\hat a \hat a^\dagger)^2$，$\hat a^{\dagger 2}\hat a \hat a^\dagger$，和$\hat a^{\dagger 4}$表现出最强的无噪声性能$|α| \l…
2015-12-26 quant-ph
Selective optomechanically-induced amplification with driven oscillators
研究了光腔和声分子复合系统中的光机械诱导透明现象，该现象不仅具有光机械诱导透明双峰，而且具有光的超前性。我们发现，通过选择性地驱动其中一种声学模式，OMIT峰值可以对称或非对称地放大，并伴随着信号光的显着增强的提前或从提前到延迟的转变。机械驱动场对光学性质的敏感影响，包括信号跃迁及其高阶边带，也被揭示出来。我们的研究结果证实，OMIT器件的选择性声学控制提供了一种通用的途径，以实现多波段光调制，弱信号传感和光的相干通信。
2019-06-12 quant-ph
Amplification, Mitigation and Energy Storage via Constrained Thermalization
本文将约束热化中的放大与缓解效应推广到具有一般强对称性的开放量子系统，联系 Landauer 擦除，并提出浴诱导电池充电协议以克服 KMS 保持跃迁的被动性。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Parametric amplification of light in a cavity with a moving dielectric membrane: Landau-Zener problem for the Maxwell field
我们进行了理论研究的经典和量子动力学的光场在一个腔中含有一个移动的膜（“膜在中间”设置）。我们的方法是基于麦克斯韦波动方程，并补充了以前的研究的基础上有效的哈密顿量。分析表明，对于缓慢移动和弱反射膜的动力学可以近似由一个有效的薛定谔方程给出的酉，一阶的时间演化与哈密顿量，不依赖于膜的速度。这种近似理论是一个典型的采用腔光学力学，我们开发了一个标准的有效性。然而，在更一般的情况下，完整的二阶波动方程预测的光动力学不守恒能量，引起参数放大（或减少），这在一阶动力学下是禁止的，可以被认为是经典的对应的动态卡西米尔效应。膜以恒定速度移动的情况可以映射到朗道-齐纳问题，但具有负责场放大的附加项。此外，绝热状态的性质与普通薛定谔情形有很大不同，因为模式振幅不必是常数，即使它们之间没有跃迁。因此，场的朗道-齐纳问题比标准的单粒子情形更丰富。我们使用的功能定理适用于膜上的辐射压力作为我们的波动方程的解决方案的自洽检查，并作为一种工具，以获得直观的理解能量泵入/出光场的运动的膜。
2016-07-06 quant-ph
Light Amplification in Semiconductor-Superconductor Structures
我们研究了超导-超导结构中基于库珀对的双光子增益的新效应，显示了超快双光子放大的宽带增强。我们进一步表明，与超导增强，在适度高的种子强度的双光子增益的贡献接近的单光子增益。建立了单光子和全受激双光子辐射的全量子光学模型。我们的结果提供了新的见解，在超导状态下的非线性光-物质相互作用，包括在双光子超导体的相干控制设备的可能性。理论上证明的效果可以在光电子学和相干控制应用中具有重要意义。
2016-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Microwave Amplification in a PT -symmetric-like Cavity Magnomechanical System
提出了一种在强控制和弱探测场作用下，在双腔类宇称时间（PT -）磁力学系统中产生可调谐磁力学诱导放大的方案。该系统由一个铁磁材料钇铁石榴石（YIG）球放置在一个被动微波腔，与另一个有源腔连接。当腔-腔、腔-磁振子和磁力耦合强度同时不为零时，理想情况下微波探测信号的感应放大率可达到最大值1000000。这一现象在量子信息处理和量子光学器件等领域具有潜在的应用价值。此外，我们还发现了慢光传播现象。在这种情况下，光的群速延迟可以达到0.000035s，这可以增强一些非线性效应。此外，由于色散曲线相对平坦，该方案可能应用于敏感的光开关，在存储光子和量子光学芯片中发挥重要作用。
2021-12-03 quant-ph
Precision Enhancement in Spatial Measurement by Introducing Squeezed Light into Weak Value Amplification
本文提出将 TEM$_{10}$ 压缩真空光注入弱值放大与类分束探测系统，首次实验突破散粒噪声极限，以 2.6% 后选择概率实现 2 dB 信噪比提升和 1.3 倍精度增强。
2024-12-09 quant-ph
Grover's algorithm is an approximation of imaginary-time evolution
Institute of Physics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院物理研究所）；Centre for Quantum Science and Engineering, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院量子科学与工程中心）；Quantum Computing Center, Keio University（庆应义塾大学量子计算中心）；School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University（南洋理工大学物理与数学科学学院）；Centre for Quantum Technologies, Nanyang Technological University（南洋理工大学量子技术中心）
本文从虚时间演化的角度重新审视Grover算法，揭示其作为乘积公式近似的本质，并提出新的π/2算法，同时拓展其在量子信号处理中的应用。
2026-02-12 quant-ph
Narrow band amplification of light carrying orbital angular momentum
本文报道了在冷铯原子系综中通过诱导窄拉曼增益对携带轨道角动量的涡旋光束进行放大的实验。在1 MHz量级的谱宽下，观察到弱涡旋信号光场的单通喇曼增益为20%，远小于自然谱宽，说明放大过程保持了涡旋光束的相位结构。在与铯原子超精细跃迁$6S_{1/2}(F=3)\leftrightarrow 6P_{3/2}(F^{\prime}=2)$有关的简并二能级系统中观察到了这种增益。我们的实验观察解释了一个简单的理论模型的基础上的三能级$Λ$系统相干相互作用的弱拉盖尔-高斯场和强耦合场，包括一个非相干泵浦率之间的两个简并基态。
2016-05-05 physics.optics quant-ph
Atomic spin-controlled non-reciprocal Raman amplification of fibre-guided light
在非互易光放大器中，增益取决于光是向前还是向后传播通过器件。通常，需要磁光效应、时间调制或光学非线性来打破互易性。相比之下，在这里，我们展示了非互易放大的光纤引导的光使用拉曼增益所提供的自旋偏振原子耦合到纳米纤维腰部的锥形光纤部分。非互易响应源自纳米纤维引导模式的传播方向相关的局部偏振以及偏振相关的原子-光耦合。我们表明，这种新的机制不需要一个外部磁场，它允许我们完全控制的方向放大通过原子的自旋状态。我们的结果可能会简化复杂的光网络的建设。此外，适当的固态基量子发射器的提供，我们的方案可以很容易地实现在光子集成电路。
2021-07-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Fiber-based narrowband bright squeezed light generation by double-pass parametric amplification
光的压缩态在量子增强精密测量和量子信息等领域中具有越来越重要的意义。为了获得这种重要的连续变量量子资源，光场压缩态的产生成为一个关键因素。本文介绍了一种基于通信光纤的紧凑型明亮压缩光（BSL）发生器。据我们所知，这是迄今为止首次在基于光纤的系统中报告BSL。为了获得BSL，采用了基于表面涂覆的锂酸盐波导的双程参量放大器。当参量放大器的1550nm种子激光被阻断时，获得了稳定的1.85dB压缩真空。当种子光注入功率为80 μW时，在1550 nm处获得了18 μW的BSL输出，压缩值为1.04 dB。由于光纤中良好的模式匹配和没有谐振腔，这种灵活紧凑的BSL发生器有可能在实验室外的量子技术中发挥作用。此外，BSL具有30 kHz的窄光谱宽度，这是从窄线宽单频种子激光器继承的。窄带BSL除了不受波长相关损耗的影响外，还有利于提高量子增强精密测量的信噪比。
2020-01-21 quant-ph
Coherence dynamics induced by attenuation and amplification Gaussian channels
量子高斯信道在量子信息理论中起着关键作用。特别是，衰减和放大通道对于描述连续变量系统的噪声和去相干效应非常有用。它们与分束器和双模压缩操作直接相关，这些操作在玻色子模型的量子协议中具有操作相关性。这些通道的一个重要性质是它们是高斯完全正映射，并且对一般输入状态的作用取决于表征通道的参数。在这项工作中，我们研究了这些通道的相干动力学输入高斯态。我们推导出明确的表达式的一致性依赖于参数描述的通道。通过假设一个位移的热状态与初始的相干性作为输入状态，对于衰减的情况下，它被观察到的相干性作为transmittance系数的函数的复兴，而对于放大通道的相干性达到渐近值取决于增益系数。此外，我们得到的熵产生这些类的操作，表明它可以通过控制所涉及的参数减少。我们写一个简单的表达式来计算由于两个通道的相干性而产生的熵。这可以用来模拟量子热力学中的许多过程，如玻色子模式上的有限时间驱动。
2020-10-29 quant-ph
Quantum tomography enhanced through parametric amplification
量子层析成像是利用平衡零拍探测技术重建光的量子态的维格纳函数的标准方法。重建质量强烈依赖于光电探测器的量子效率和测量设置中的其他损耗。在这篇文章中，我们详细分析了一个协议的增强量子层析成像，提出了Leonhardt和保罗在1994年，它允许一个减少检测损失的降解效果。它是基于相敏参量放大，与本地振荡器相位同步扫描放大的正交相位。尽管在足够强的放大下，该方案能够克服任何检测效率低下，但到目前为止还没有在实验中实施，可能是由于放大器中的损耗。在这里，我们讨论一个可能的原理验证实验与行波参量放大器。我们表明，与国家的最先进的光学元件，该协议使高保真断层重建明亮的非经典状态的光。我们考虑两个例子：明亮的压缩真空和压缩单光子态，后者是一个非高斯态，都受到损失的强烈影响。
2017-08-12 quant-ph
Slow Light amplification in a non-inverted gain medium
研究了在无反转增益条件下，抽运激光作用下，相干探测光脉冲在三能级原子介质（$Λ$ --组态）中的传输。当探测脉冲和泵浦激光的载波频率处于喇曼结构时，我们证明了放大慢传输脉冲的可能性。我们还分析了制度，其中探测脉冲是轻微失谐共振，我们观察到异常光传播。
2005-04-06 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Observation of the Imbert-Fedorov effect via weak value amplification
弱测量最近允许观察反射或透射中的光的自旋霍尔效应，其是与入射平面正交的自旋相关的光束移位。我们在这里报告的观察Imbert-Fedorov位移通过弱值放大计划。Imbert-Fedorov效应不仅依赖于入射光子的自旋，而且具有更丰富的偏振依赖性。我们证明，弱测量允许这个微小的光学效应的偏振特性的一个完整的实验表征。
2014-03-19 physics.optics quant-ph
Thermodynamics from indistinguishability: mitigating and amplifying the effects of the bath
当几个量子系统从它们相互作用的浴的角度看是不可区分的时，丰富的量子效应出现。特别是，离域激发对应的相干叠加的激发态出现和急剧改变的动力学和稳态的系统。这些现象是超辐射的核心机制，为热力学和潜在的其他量子技术提供了有趣的特性。事实上，最近的一篇论文[Phys. Rev. A 99，052105（2019）]研究了一对不可区分的两能级系统中的这些性质，并指出了浴对能量和熵的作用的缓解和放大的惊人效果。在这里，我们将研究推广到任意大小（即维度）的任意数量的自旋的集合。我们证实，以前发现的缓解和放大效应仍然存在，而且随着自旋数量的增加和自旋大小的增加，它们变得越来越明显。此外，我们发现，自由能的变化和熵产生与浴驱动的耗散系统减少，正式缓解浴的行动的想法。最值得注意的是，在不同温度下的两个浴的缓解效果的组合可以导致放大它们的作用。这是说明与循环热机，并导致大功率增强。不可逆性的减少也是一个有趣的方面，因为已知不可逆性会限制热力学任务的性能。上述发现也可能导致集体工作提取，量子电池充电，状态保护，光捕获设备，量子生物学，以及熵产生的研究中的有趣应用。此外，一些实验认识和观察表明，这种效果是可以实现的。
2019-11-28 quant-ph
Virtual noiseless amplification and Gaussian post-selection in continuous-variable quantum key distribution
无噪声放大或衰减是两个预示的滤波操作，其使得能够分别增加或减少光的任何量子态的平均场而不增加噪声，以小的成功概率为代价。我们表明，插入这样的无噪声操作的传输线，提高了性能的连续变量量子密钥分发在这条线。值得注意的是，这些无噪声操作不需要物理实现，而是可以在数据后处理阶段简单地模拟。因此，虚拟无噪声放大或衰减相当于执行高斯后选择，这增强了安全范围或可容忍的过量噪声，同时保持了高斯安全证明的益处。
2012-05-31 quant-ph
The reverse flow and amplification of heat in a quantum-dot system
结果表明，当在两个不同统计分布函数描述的储层之间嵌入一个量子点时，通过调节量子点的能级和两个储层的化学势，可以实现热量的反向流动和放大.计算了量子器件的反向热流和放大系数。这种装置的新颖之处在于，热量的反向流动不需要外部驱动力，这种看似矛盾的现象并不违反热力学热力学定律。进一步阐明了量子器件具有一定的实际应用。例如，该设备可以用作微/纳米冷却器。此外，冷却器的性能特性，揭示了不同的分布函数。计算了冷却器在不同工况下的性能系数，给出了关键参数的优化选择准则。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermodynamics of a Quantum Subsystem
本文分析了由外力准静态驱动的量子子系统热力学，发现其热力学函数可由局部谱动态定义，且外部做功因量子态非定域性而具有非定域性，该特性可在“量子杠杆”中实现高达100%的局部做功放大。
2025-06-24 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
Reduced decoherence using squeezing, amplification, and anti-squeezing
损耗和退相干是光的非经典态在长距离传输中的主要问题。最近的研究表明，通过在通过有损信道传输量子态之前应用概率无噪声衰减器，然后进行概率无噪声放大，可以减少退相干的影响（M。Micuda等人，Phys.Rev.Lett. 109，180503（2012））。在这里，我们表明，类似的结果可以得到某些类型的宏观量子态的压缩传输前的信号，然后确定性放大和反压缩，以恢复原来的振幅的状态。这种方法可以大大减少非高斯态，如薛定谔猫态的传输中的退相干的影响，而不会降低任何数据传输速率。
2018-09-14 quant-ph
Quantum nondemolition measurement of a light field component by a feedback compensated beam splitter
在传统的量子非破坏测量中，信号和探针之间的相互作用保持了测量变量。或者，可以通过反馈恢复变量的原始值。本文描述了一种利用反馈补偿分束器对光场正交分量进行量子非破坏测量的方法。由分束器的真空端口引起的噪声由线性反馈补偿，从而导致观察变量的有效放大。然后通过光学参量放大来反转该放大，以恢复场分量的原始值。
2001-03-19 physics.optics quant-ph
Amplification of light pulses with orbital angular momentum (OAM) in nitrogen ions lasing
本研究证明在氮等离子体中可显著放大携带轨道角动量（OAM）的种子光脉冲，并利用空间错位实现高斯与OAM模式切换的光开关。
2023-07-11 physics.atom-ph physics.optics physics.plasm-ph
Homodyne detection and optical parametric amplification: a classical approach applied to proposed "loophole-free" Bell tests
最近提出的“无环孔”贝尔测试的光参量放大和零差检测的相关功能的经典模型进行了讨论。贝尔检验本身是没有争议的：没有可能导致偏见的明显漏洞，因此，如果世界毕竟服从局部实在论，就不会观察到对贝尔不等式的违反。人们的兴趣集中在“非经典”光的拟议标准是否有效的问题上。如果不是，那么实验在最初的概念上就会失败，因为量子理论家和局域实在论者都会同意我们看到的是纯粹的经典效应。然而，贝尔检验并不是判断量子力学模型和局域实在论模型的唯一标准。建议中给出的量子力学模型也将无法进行详细的预测。如果通过包括一系列参数值并通过分析（除了建议的数字化电压差之外）原始电压来扩展实验，则可以在其总体性能和可扩展性方面对模型进行比较。
2005-12-17 quant-ph
Efficient detection of spectrally multimode squeezed light through optical parametric amplification
本文首次实验演示了利用光学参量放大检测光谱多模压缩光，实现对宽带压缩真空态超过60个光谱模式的同时检测，压缩度均匀且达-6.5至-7 dB，为构建连续变量簇态及高维光子量子技术提供了新途径。
2025-08-06 physics.optics quant-ph
Quantum thermodynamics of a trapped two-level atom in an external light field
研究了受控光场作用下囚禁二能级原子的量子热力学。得到了粒子数动力学和退相干函数，并进行了讨论。计算了特征函数、功分布函数和Helmholtz自由能，并验证了与Jarzynski定理的一致性。
2021-08-22 quant-ph
Engineering the Optical Spring via Intra-Cavity Optical-Parametric Amplification
这种“光学弹簧”是动力学反作用的结果，可以用来提高腔增强引力波探测器的灵敏度。如果腔长度的振荡导致具有光的辐射压力放大腔长度的振荡的相位关系的腔内光功率的振荡，则发生该效应。在这里，我们分析了一个迈克耳孙干涉仪，其光学弹簧腔包括一个额外的光学参量放大器与可调相位。我们发现，相位的参量泵浦场是一个通用的参数，用于成形干涉仪的光谱密度。
2017-11-09 gr-qc quant-ph
Amplification of entangled photon states by klystron
纠缠光子对--表现出非经典关联的离散光量子--在量子信息和量子通信技术中扮演着核心角色。这是技术应用对纠缠光子对强度的自然要求，使得可以实现足够的信号强度。在这里，我们提出了基于速调管的方法，可以潜在地实现自发参量下转换（SPDC）和纠缠转移产生的纠缠光子对的稳定放大。
2017-03-04 physics.acc-ph quant-ph
Optical parametric amplification of spatiotemporal optical vortices
Zhejiang Key Laboratory of 3D Micro/Nano Fabrication and Characterization, Department of Electronic and Information Engineering, School of Engineering, Westlake University（西湖大学工程学院电子信息工程系三维微纳加工与表征浙江省重点实验室）；School of Optical and Electronic Information and Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学光学与电子信息学院/武汉光电国家研究中心）；Westlake-Kromoson Joint Laboratory of Light-Field Intelligence, School of Engineering, Westlake University（西湖大学工程学院光场智能西湖-科慕森联合实验室）
本研究通过理论分析与实验演示，实现了时空光学涡旋（STOVs）的光学参量放大（OPA），将其脉冲能量提升60倍且保留时空结构，闲频光继承相位共轭STOV拓扑，为其超高强度应用奠定基础。
2026-10-14 physics.optics quant-ph
Parametric signal amplification to create a stiff optical bar
由光学陷波镜组成的光学谐振腔可以制造比金刚石更硬的谐振棒。由于有限的光速，在光学棒的长度中出现刚度的限制。高激光功率和轻质量的镜子是必不可少的实现的一个长而硬的光学酒吧，可以是有用的，例如在引力波探测器，旨在观察从中子星碰撞，超新星等的信号，在这封信中，我们介绍了一个参数信号放大方案，实现了长而硬的光学酒吧，而不需要增加激光功率。
2014-03-05 gr-qc physics.optics quant-ph
Observing angular deviations in light beam reflection via weak measurements
量子弱测量方案的光学模拟被证明是非常有用的观察光束位移。在这里，我们采用弱值放大法的角古斯-汉兴位移的观察。我们观察到这种效果的情况下，外部空气介质反射，更基本的情况下，它occurs.We弱测量允许忠实放大的效果在任何角度的入射，即使在布鲁斯特角的入射。
2014-05-22 physics.optics quant-ph
Quantum-jump analysis of frequency up-conversion amplification without inversion in a four-level scheme
在这项工作中，我们使用量子跳跃的方法来研究光与物质的相互作用，在一个四能级方案引起的频率上转换放大无反转（AWI）。所获得的结果适用于中性汞蒸气的情况下，最近，它已被报道AWI的探测场在紫外线制度，开辟了在此范围内的频率激光无反转的方式。我们表明，在这个计划中，获得最大放大的关键因素是满足三光子共振条件，这有利于与探测场增益相关的相干演化周期。我们还研究了参数值，以优化放大。本研究扩展了对AWI相关机制的理论理解。
2023-01-15 physics.optics quant-ph
Blowing up Light: A nonlinear amplification scheme for electromagnetic waves
我们利用非线性亥姆霍兹方程的爆破解来引入一种能够放大特定强度的电磁波的非线性共振效应。为了实现这一点，我们提出了一个散射设置的克尔板与负（散焦）克尔常数放置在一个线性板的左边，以这样的方式，一个左入射相干TE波具有特定的入射角和强度实现了相应的亥姆霍兹方程的爆破解决方案，每当其波数$k$采取一定的临界值，$k_\star$。对于$k=k_\star$，解在克尔板的右边界处爆炸。对于$k<k_\star$，该设置定义了一个散射系统，其透射系数发散为$k\to k_\star$的$(k-k_\star)^{-4}$。通过调整平板之间的距离，我们可以使用这种设置来放大波长在极窄光谱带内的相干波。对于附近的波长，该设置用作滤波器。我们的分析利用了非线性推广的传输矩阵的散射理论，以及单向不可见的潜力的属性。
2018-10-19 physics.optics quant-ph
Collective Quantum Dot Inversion and Amplification of Photon and Phonon Waves
从理论上研究了微腔中强驱动二能级发射体量子点（QD）小样品中稳态粒子数反转的可能性及其对光和声波的放大作用。我们发现，光子和声子的反转和吸收谱主要取决于内禀真空和声子环境之间的相互作用。光子和声子的吸收曲线分别显示出明显的新颖特征，如增益而不是透明性和吸收反转为增益。此外，我们报告集体诱导的反转和显着的增益在光子，声子吸收光谱的波长大小的量子点合奏大幅增强。
2013-09-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stimulated light emission and inelastic scattering by a classical linear system of rotating particles
受到外部照明的粒子的旋转动力学被发现在高旋转速度下产生光放大和非弹性散射。在相对于入射光偏移两倍旋转频率的频率下的光发射在宽范围的光和旋转频率内的弹性散射上占主导地位。值得注意的是，在这个经典的线性系统中，通过受激发射产生入射光的净放大。大的光致加速率预测在真空中伴随着适度加热的粒子，从而支持在极端旋转条件下观察这些效果的可能性。
2011-04-27 physics.atm-clus physics.optics quant-ph
Thermally-activated non-local amplification in quantum energy transport
我们研究了嵌入在一个共同的热黑体辐射的光捕获平面和三维复合体的两个层次的原子量子系统的能量传输效率。我们表明，集体非局部耗散引起的热浴能量传输中起着至关重要的作用。它引起能量传输效率的显著提高，这可以在很大程度上克服$100\%$。这种效应提高了对实验相关复合物中传输现象的理解，提出了一种特别有前途的量子能量管理机制。
2015-11-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Amplified Directional Photoluminescence from CIS Quantum Dots and hBN Quantum Emitters using Tunable BIC Metasurfaces
本研究提出一种结合相变材料Sb2S3的有源混合超表面，通过支持可调谐BIC共振，实现了CIS量子点和hBN单光子发射器光致发光的显著定向放大与动态调控，为量子纳米光子芯片设定了新基准。
2025-10-12 physics.optics quant-ph
Revisiting weak measurement in light of thermodynamics
本文研究了由von Neumann型相互作用$\hat{A}\otimes \hat{p}^2$描述的弱测量，其中$\hat{A}$是一个系统可观测，$\hat{p}^2$是一个测量指针可观测.我们从热力学的角度考虑弱测量，采用混合高斯态作为测量指针的量子态。我们表明，麦克斯韦的恶魔出现作为一个措施谁进行后选择。研究发现，即使恶魔只知道弱值，初始和最终系统之间的冯诺伊曼熵的差异可以是QC互信息含量，这是通过测量可获得的信息的最大量。此外，我们的研究表明，这种相互作用所描述的系统的温度被放大的弱值放大。此外，我们表明，这个恶魔可以实现在一个原子系统。
2020-03-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Amplification and cross-Kerr nonlinearity in waveguide quantum electrodynamics
我们探讨了嵌入在波导中的三能级发射器（3LE）的放大和交叉克尔非线性，并由两个光束驱动。在最近的实验中，证明了相干放大和交叉克尔非线性，分别与V型和梯形3LE耦合到一个开放的超导传输线携带两个微波场。在这里，我们考虑$Λ$，V，和梯形3LE，并比较相干和非相干放大的效率，以及在所有三个发射器的交叉克尔相移的幅度。利用Heisenberg-Langevin方程组方法研究了初始处于相干态的探测光和驱动光的散射。我们特别计算的制度的探测和驱动功率时，3LE作为一个相干放大器最有效地，并推导出放大的探测光子的二阶相干。最后，我们应用Kramers-Kronig关系关联的振幅和相位响应的探测光束，这是用来寻找在这些系统中的相干放大和交叉克尔相移。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Resonant Matter Wave Amplification in Mean Field Theory
我们发展了一个基于格林函数的平均场论，用于物质波和光波的相干混合。为了证明这种方法的实用性，我们分析了共同传播的拉曼物质波放大器。我们发现，对于一个给定的激光强度，一个显着更快的放大过程可以实现采用共振，而不是非共振驱动。由自发发射引起的物质波增益与原子损失率之比由样品的光学厚度给出，并且在共振和非共振情况下是相同的。此外，我们表明，在短时间内，单模近似的物质波给出了完全的空间动力学的准确协议。在很长一段时间内，非谐振的情况下，由于空间上不均匀的AC斯塔克位移与激光耗尽显示抑制放大。这种抑制在共振时不存在，其中不存在AC斯塔克位移。
2011-12-14 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
