Laser photon statistics in the feedback loop
电子统计和光子统计之间的仅仅对应在反馈回路(FBL)中消失。这意味着直接光探测提供给我们的是电子统计信息,而没有提供我们所希望的激光光子统计信息。为了得到这一信息,我们必须设想另一种测量方法,本文建议采用三能级激光器作为辅助测量装置。这种激光器具有令人印象深刻的性质,即它的光子统计生存的信息有关的初始光子统计的激光相干激发的三能级介质。因此,如果我们选择FBL中的激光器作为激发三能级激光器,那么我们就有可能通过直接探测三能级激光发射来评估其初始光子统计。最后,这种方法使我们能够得出结论,反馈不能在激光光束中产生规律性。相反,最后的光子涨落总是更大。三能级激光器的上述特征只发生在激光器之间的强相互作用(激发和激发)。这意味着激发激光的初始状态发生了巨大的变化,因此我们的测量过程不能与一些非破坏性的测量过程相同。
2005-04-23 quant-ph
Phase Controlled Continuously Entangled Two-Photon Laser with Double $Λ$ Scheme
我们证明了激光的绝对相干相位可以用来操纵双光子激光中光子对的纠缠。我们的重点是在双$Λ$(或拉曼)计划的纠缠光子对的连续源的产生。研究了稳态纠缠与相位和激光参数的关系。得到了纠缠与双光子关联之间的关系。我们推导了Raman-EIT方案产生稳态纠缠的条件,并用它来确定稳态宏观纠缠的区域。对于双共振喇曼方案,在任何激光参数下都没有发现纠缠。
2007-03-10 quant-ph
Single Photon Source Using Laser Pulses and Two-Photon Absorption
我们以前已经表明,双光子吸收(TPA)和量子芝诺效应可以用来从一个线性光学系统,否则确定性的量子逻辑器件。在这里,我们表明,这种类型的量子芝诺门可以使用额外的双光子吸收介质和弱激光脉冲,使一个预示着单光子源。这种类型的源预期具有许多实际优点,使得其非常适合于大规模量子信息处理应用。
2006-03-17 quant-ph
Enhanced photon correlations due to strong laser-atom-cavity coupling
研究了激光抽运的真实或人工两能级单原子系统在微腔中的共振量子动力学。我们发现,强激光-原子-腔耦合产生的微腔光子表现出更大的稳态相关。特别是,二阶和三阶光子关联函数分别大于非相干光源获得的相应的。此外,所发射的微腔光子通量相比较弱的耦合情况下增强。
2013-08-16 quant-ph
Interference enhanced polarization entanglement and the concept of an Entangled-Photon Laser
受激光操作的启发,我们解决的问题,是否受激发射到偏振纠缠模式可以实现。我们描述了单重态Bell态的受激发射产生的一个态,并提出了一个产生它的装置.作为实现纠缠光子激光的重要的第一步,我们在实验上证明了干涉增强的偏振纠缠.
2001-03-12 quant-ph
Correlated two-photon emission by transitions of Dirac-Volkov states in intense laser fields: QED predictions
在强激光场中,电子可以通过发射一对光子而衰变。在这个过程中发射的两个光子,可以解释为激光修饰的双康普顿散射,以一种可量化的方式保持纠缠:即所谓的光子偏振的并发性给出了硬伽马射线相关性的规范不变度量。我们计算的微分速率和并发的电子和光子束的背散射设置,采用Volkov状态和传播的电子线,从而占非微扰的电子-激光相互作用。非微扰的结果显示出显着不同的那些从通常的双康普顿散射。
2009-11-25 quant-ph
Quantum random number generator based on the photon number decision of weak laser pulses
提出了一种基于弱激光脉冲光子数决定的量子随机数发生器的实现方法。这种量子随机数发生器具有产生真随机数的速度快、零偏调节方便等优点,适合于量子密码学中的应用。
2008-11-07 quant-ph
Generation of polarization entangled photon pairs by a single crystal interferometric source pumped by femtosecond laser pulses
在飞秒激光脉冲激发下,利用单臂干涉仪产生了偏振态高度纠缠的光子对。实验研究了在这些条件下存在于寻常光子和非常光子之间的时间走离的相关效应。通过在两个正交偏振分量之间引入适当的时间补偿,获得了高纠缠脉冲态。
2006-06-06 quant-ph
Photon thermalization via laser cooling of atoms
原子运动的激光冷却使得利用冷原子进行各种各样的技术和科学探索成为可能。在这里,我们集中在激光冷却对光子的影响,而不是对原子。具体来说,我们表明,非相互作用的光子可以热化与原子的巨正则系综与非零化学势。这种热化通过由激光冷却过程介导的不同光学模式之间光的散射来实现。虽然光学薄模式导致传统的激光冷却的原子,多重散射的动力学在光学厚模式已更具挑战性的描述。我们发现,在一组适当的限制,多重散射导致热化的光与原子运动的方式,大约保存总光子数之间的激光束和光学厚模式。在这种情况下,对应于热化模式的子系统可由巨正则系综描述,其化学势由单个激光光子的能量设定。我们认为实现这一制度使用二能级原子多普勒冷却,并找到物理上现实的稀土原子的条件。随着光子-光子相互作用的增加,该系统可以为探索多体物理提供新的平台。
2018-09-20 quant-ph
Limits on manipulating conditional photon statistics via interference of weak lasers
通过Hanbury-Brown-Twiss实验测量的光子反聚束是量子光的关键特征之一,并且与亚泊松光子数统计有关。近年来,有报道称,通过相互相干弱激光的二阶干涉和基于光子计数的预报,可以获得光子反聚束或条件亚泊松光子数统计。在这里,我们报告的限制操纵条件光子统计弱激光干涉的理论分析。结果表明,条件光子数统计可以成为超泊松在这样的计划。然而,我们明确地证明,它不能成为亚泊松,即,在这种方案中不能获得光子反聚束。我们指出,不正确的结果可以得到,如果一个不适当的帐户似乎可以忽略的高阶光子数的相干态的扩展。
2017-03-23 quant-ph
Nonperturbative treatment of double Compton backscattering in intense laser fields
在强激光场中,电子发射的一对纠缠光子可以用激光修饰的相对论狄拉克-沃尔科夫态的双光子跃迁来描述。在小激光场强度的限制下,双光子跃迁振幅接近双康普顿散射理论的预测结果。多交换过程与激光场,包括大量的交换激光光子,不能描述没有完全相对论狄拉克-沃尔科夫传播。非微扰处理显著改变了对未来这类实验的理论预测。我们量化的程度的偏振相关的光子在最后的状态,采用公认的并发作为衡量纠缠。
2009-09-28 quant-ph
2-photon ionization and necessary laser and vacuum systems for experiments with trapped strontium ions
本文描述了一种在线性射频阱中对锶原子进行光量子化的有效方法。我们采用双光子二级过程激发自电离共振(4d ~ 2 + 5 p ~ 2)~ 1D ~ 2。采用双脉冲钛宝石激光系统,在431 nm处提供82 MHz的100 fsec脉冲。详细介绍了用于激光冷却和激发量子跃迁的Sr ~+跃迁激光系统、真空系统和离子阱结构的制作。利用当前的设置,在UHV压力下实现了线性离子链的容易且可重复的捕获。
2007-12-03 quant-ph
Laser profile Changes Due to Photon-Axion Induced Beam Splitting
本文着眼于一个潜在的独特的可测量由于光子轴子耦合在外部磁场。模拟表明,探测耦合显着低于以前的腔实验是可能的。
2013-03-21 physics.optics quant-ph
Photon-number fluctuation and correlation of bound soliton pairs in mode-locked fiber lasers
基于复Ginzburg-Landau方程模型,研究了锁模光纤激光器中束缚孤子对的量子光子数涨落和关联。我们发现,依赖于它们的相位差,束缚孤子对的总光子数噪声可以大于或小于单个孤子的总光子数噪声,并且孤子对中的两个孤子相应地具有正或负的光子数相关。首次预言了由于负相关,异相孤子对可以表现出较小的噪声。
2005-06-14 quant-ph
Interference with a Quantum Dot Single-Photon Source and a Laser at Telecom Wavelength
不同光源发射的光子的干涉是光子量子信息广泛应用的基本要求。这些应用中有许多是在量子通信中,需要在标准电信波长下运行,以最大限度地减少光子损失的影响,并与现有基础设施兼容。在这里,我们证明了第一次的量子干涉的电信波长的光子从InAs/GaAs量子点单光子源和激光器,朝着这样的应用程序的重要一步。结果与理论模型吻合良好,表明干涉光子具有高度的不可分辨性。
2015-07-10 quant-ph
Polarization instabilities in a two-photon laser
描述了一种基于双光子受激发射过程的新型量子振荡器的工作特性。该双光子激光器由置于高精细横模简并光学谐振器中的自旋偏振和激光驱动的$^{39}$ K原子组成,并在770 nm波长处产生功率为$\sim $ 0.2 $μ$ W的光束。我们观察到双光子激光偏振态的复杂动力学不稳定性,这是由原子的塞曼简并性所造成的。我们推测,如果这种简并被解除,激光器可以发射偏振纠缠的孪生光束。
2001-03-21 nlin.CD quant-ph
Benchmarking quantum key distribution by mixing single photons and laser light
本文提出一种混合单光子与激光脉冲执行BB84协议的方法,通过唯象分析揭示单光子无条件优势的效率阈值及纯度与亮度的相互作用,理论与实验高度匹配。
2025-10-30 quant-ph
The resonance fluorescence cascade of a laser-excited two-level atom
本文回顾了相干激光激发二能级原子的共振荧光级联,以相继光子间延迟分布为核心表征随机过程,并推导出光子计数与光子关联等表征方法。
2022-12-21 quant-ph
Quantum cryptography protocols robust against photon number splitting attacks for weak laser pulses implementations
本文提出了一种新的量子量子密钥分发协议,该协议可以抵抗光子数分裂(PNS)攻击。我们研究这些协议之一,它不同于BB84只在经典的筛选程序。该协议比BB84协议更好地抵抗PNS攻击。
2004-02-09 quant-ph
Semiclassical stability analysis of a two-photon laser including spatial variation of the cavity field
我们研究了在腔场沿腔轴的空间变化很重要的条件下双光子激光的动力学。本文主要研究麦克斯韦-布洛赫方程组的线性稳定性分析和双光子激光的数值研究。该模型假设泵浦到双光子跃迁的上态。我们考虑了Maxwell-Bloch方程,在此基础上,我们研究了系统的稳定性分析的平衡状态。该系统被认为是包含在一个环形激光腔。在一些实际的限制条件下,如很大的反射率,很小的腔损耗,或很小的人口弛豫率的本征值和解析信息的渐近展开。结果示出与应用程序到一个特定的原子系统(钾)作为放大介质。
2001-09-22 quant-ph
Photon number squeezing of ultra-broadband laser pulses generated by microstructure fibers
据我们所知,我们证明了第一次产生的光子数压缩的光谱滤波产生的超宽带光的微结构光纤在800 nm。观察到4.6 dB的最大压缩,对应于检测损耗校正后的10.3 dB。通过求解包含喇曼散射的非线性量子薛定谔方程,数值分析了超短激光脉冲在光纤中传输的量子动力学特性,特别是宽带脉冲中各频率模式间光子数涨落的量子关联。
2005-01-10 quant-ph
Generation of atom-photon entangled states in atomic Bose-Einstein condensate via electromagnetically induced transparency
本文提出了一种在原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中产生光子与原子间连续变量纠缠态的方法。提出的方法涉及一个具有三个内态的原子BEC,一个弱量子化的探测激光和一个强经典耦合激光,它们形成一个三能级的Lambda型BEC系统。我们考虑的情况下,BEC是在电磁感应透明(EIT)的耦合激光比探测激光强得多。在这种情况下,上能级和中间能级是空的,因此它们的绝热消除使得有效的双模模型只涉及最低内部能级的原子场和量子化的探测激光场。原子-光子量子纠缠是通过激光与原子、原子间相互作用和双光子失谐产生的。研究了如何产生原子-光子纠缠相干态以及光子(原子)相干态与原子-(光子-)宏观量子叠加态之间、光子-MQS态与原子-MQS态之间的纠缠态。
2004-02-04 quant-ph
Thermal photon statistics in laser light above threshold
我们表明,在激光阈值的光子数波动的减少,经常被引用为一个基本的激光性能不会发生在典型的半导体激光器,如那些通常用于现代技术应用的今天。实际上,这样的激光器仍然可以表现出远高于阈值的热强度波动。因此,我们得出结论,亚热强度波动不能被视为激光的必要属性。相反,应该区分热激光机制和亚热激光机制。
1999-03-04 adap-org cond-mat nlin.AO
Two-photon interference with two independent and tunable single-mode continuous-wave lasers
利用费曼路径积分理论中的双光子干涉,讨论了两个独立单模连续波激光器之间的二阶时间干涉。结果表明,双光子符合计数测量能否恢复二阶时间干涉图样取决于探测系统的分辨时间与两束激光的频率差之间的关系。两个相同的和可调谐的单模二极管激光器被用来验证实验的预测。实验结果与理论预测一致。这些研究有助于理解不同光谱光子的双光子干涉的物理机制以及双光子干涉在量子信息处理中的应用。
2015-01-23 physics.optics quant-ph
Doppler- and recoil-free laser excitation of Rydberg states via three-photon transitions
用三束不同的激光束对里德伯态进行三光子激光激发,可以安排成星形的几何形状,同时消除了反冲效应和多普勒展宽。我们对Rb原子中5 S_{1/2} ->5 P_{3/2} ->6 S_{1/2} ->5 P_{3/2}的一种特殊激光激发方案的分析和数值计算表明,与单光子和双光子激光激发相比,这种方法对冷原子样品和热蒸气都提供了窄得多的线宽和长得多的相干时间,如果三光子跃迁的中间单光子共振失谐超过各自的单光子多普勒宽度。该方法可用于提高里德伯量子门的保真度和里德伯原子光谱测量的精度。
2011-12-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Entangled Photon Correlations Allow a Continuous-Wave Laser Diode to Measure Single Photon, Time-Resolved Fluorescence
本文提出利用连续波激光二极管产生的纠缠光子对实现时间分辨荧光测量,无需相位调制,具有片上集成、波长可调和飞秒分辨率等优势,为荧光寿命测量提供新途径。
2023-05-11 physics.optics quant-ph
Regime of small number of photons in the cavity for a single-emitter laser
从理论上研究了单发射极激光器在腔内产生少量光子的最简单模型。从场算符不同矩的方程组出发,得到了平均光子数及其色散的解析表达式。利用主方程方法,推导出相位平均准概率Q的微分方程。在某些极限情况下,找到了该方程的精确解.
2021-08-19 physics.optics quant-ph
Laser-lithographically written micron-wide superconducting nanowire single-photon detectors
我们展示了利用激光光刻技术在硅衬底上制作微米级硅化钨超导纳米线单光子探测器。我们显示饱和的内部检测效率与线宽度从0.59 $μ$ m到1.43 $μ$ m在1550 nm的照明下。我们展示了直线,以及曲折的结构。单光子灵敏度显示在长度达4 mm的设备中。激光光刻写入的器件允许大面积的快速和容易的结构化,同时对于大约1 $μ$ m的线宽保持饱和内部效率。
2021-12-15 physics.ins-det quant-ph
Trap environment effects over quantum statistics and atom-photon correlations in the collective atomic-recoil laser
本文研究了在集体原子反冲激光器中,陷阱环境对原子和光量子统计特性以及原子-光子关联的影响。原子和光学统计特性以及原子-光子关联依赖于光场的强度和相位。特别是,取决于光场强度和相位的值,场统计从相干到超混沌变化。
2003-03-05 cond-mat.soft quant-ph
Strong laser fields and their power to generate controllable high-photon-number coherent-state superpositions
最近,强驱动的激光-物质相互作用已经被用来通过产生光的非经典态来连接强激光场物理学与量子光学的领域。在这里,我们做了进一步的关键步骤,并显示了强激光场的潜力,用于产生可控的高光子数相干态叠加。这已经通过使用两个最突出的强激光诱导过程:高次谐波产生和阈值以上电离实现。通过改变激光-原子相互作用区的原子密度,我们展示了所获得的相干态叠加是如何从光学薛定谔“猫”态转变为“小猫”态的,并证明了9光子位移光学“猫”态的产生,据我们所知,这是实验上报道的光子数最高的光学“猫”态.我们的研究结果预期了新方法的发展,这些方法自然会导致高光子数可控相干态叠加的产生,从而推进量子技术的研究。
2022-10-27 physics.optics quant-ph
Bose Condensation of Photons Thermalized via Laser Cooling of Atoms
玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)是在低温下实现的物质的量子相。光子是玻色子中最重要的种类之一,由于缺乏粒子数守恒,通常不会凝聚。我们最近描述了一个光子热化机制,它产生了一个巨正则系综的光与有效的光子数守恒之间的子系统和粒子库。这种机制发生在原子的多普勒激光冷却期间,其中原子用作温度库,而冷却激光光子用作粒子库。在这里,我们解决这个问题的可能性BEC的光子在这个激光冷却光子热化的情况下,理论上证明了玻色凝聚的光子可以实现通过冷却的两个级别的原子(实现与碱土金属原子)内的法布里-珀罗腔的合奏。
2018-09-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Formation and stimulated photodissociation of metastable molecules with emission of photon at the collision of two atoms in a laser radiation field
本文研究了两个原子碰撞时亚稳分子的形成(费什巴赫共振)和随后的激发跃迁到较低的无束缚电子分子态,并发射一个激光光子。特别是对于$Rb_2$分子,由于两个$Rb$原子的共振散射,这可以发展。所考虑的过程是创建准分子激光器的基础。得到了弹性和非弹性共振散射截面及光子受激发射强度的表达式。
2016-12-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Method for characterizing single photon detectors in saturation regime by cw laser
我们推导出一个单光子探测器的计数概率的解析表达式,包括后脉冲效应的输入光功率的范围很广。我们确认的表达式的有效性,通过将其拟合到从饱和的商业单光子探测器通过用连续激光照射它获得的数据。从拟合中提取的探测器效率和后脉冲概率与低重复频率的制造规格一致。
2010-03-17 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Precise Photon Correlation Measurement of a Chaotic Laser
利用Hanbury Brown-Twiss干涉仪精确测量了混沌光反馈半导体激光器的二阶光子关联g^(2)(τ)。通过九阶自卷积校正,从光子对时间间隔分布实验获得具有非零延迟时间的精确g^(2)(τ)。实验结果与理论分析相吻合。在50 ns的延迟时间内,g^(2)(τ)的相对误差不超过0.005。利用精密光子相关技术测量了混沌激光的聚束效应和相干时间。该技术为提高g^(2)(tau)测量的准确性和促进量子统计和相关的应用提供了新的工具。
2019-11-21 nlin.CD physics.optics quant-ph
State Measurements with Short Laser Pulses and Lower-Efficiency Photon Detectors
它已经由Cook(Phys. Scr. T 21,49(1988))使用短探测激光脉冲用于二能级系统的状态测量。在以前的工作中,我们已经研究了在何种程度上,这个建议满足投影假设,如果理想的光子探测器被认为是。对于探测器的整体效率小于1的并发症出现在单个系统,在这种情况下,我们提出了一个简单的标准,激光脉冲作为一个状态测量,并导致几乎完全的状态还原。
1996-07-05 atom-ph physics.atom-ph quant-ph
Simultaneous two-photon resonant optical laser locking (STROLLing) in the hyperfine Paschen--Back regime
我们展示了一种技术,同时锁定两个激光频率的每一步的双光子跃迁中存在的磁场足够大,以获得超精细Paschen-Back制度。使用了在$^{87}$ Rb原子的热蒸气中具有5S $_{1/2}$、5 P $_{3/2}$和5D $_{5/2}$项的梯形构型。两个激光器保持锁定超过24小时。对于激光频率的总和,它代表了双光子锁的稳定性,我们测量的频率不稳定性小于Rb D $_2$自然线宽6 MHz的几乎所有测量的时间尺度
2018-08-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph