量子光学与原子光学新进展:单光子源及拉曼散射研究
1. 压缩磁光阱与原子捕获
在原子被加载到磁光阱后的 20 毫秒内,对磁场进行调控,将磁场梯度从加载时的 16 G/cm 线性增加到 40 G/cm。同时,操控捕获光和再泵浦光的失谐量,捕获线失谐从 30 MHz 变为 70 MHz,再泵浦失谐从 0 MHz 变为 8 MHz。经过这样的操作,压缩磁光阱能够在约 200 μK 的温度下捕获大约 4 × 10⁹ 个原子。
2. 可控预测量子单光子源
2.1 Fock 态单光子基础
在量子力学中,光场的 Fock 态 $|n\rangle$ 是粒子数算符 $\hat{n}=\hat{a}^{\dagger}\hat{a}$ 的本征态,本征值 $n$ 对应确定的光子数。相干光源(如激光)逐渐衰减使每个光脉冲的平均光子数小于或等于 1 时,可达到单光子水平。但相干光源的光脉冲即便很弱,仍服从泊松分布,是相干态而非 Fock 态,即平均每个脉冲有 1 个光子时,仍存在有多个光子的脉冲。而 Fock 态单光子明确每个光脉冲只有 1 个光子。根据不确定性原理,光子数和光场相位不能同时被无限精确确定,所以 Fock 态单光子的相位信息无法确定。目前,Fock 态单光子可由量子点、单分子、单原子腔和原子团簇产生。
2.2 单光子产生方案
- 参量效应转换产生纠缠光子对 :这是单光子的首选解决方案,但参量效应转换得到的光子对出现时间完全随机,且两个光子几乎同时产生,无法准确预测单光子发射时间。
- 按需产生单光子源方案
超级会员免费看
订阅专栏 解锁全文
34

被折叠的 条评论
为什么被折叠?



