基于Hanbury Brown-Twiss (HBT)实验, 我们借助于两个单光子计数模块, 一个50／50分束器和一个快速计数卡(FastCom-P7888)研究了不同光场的二阶相干度。我们首先制备了脉冲相干光, 连续相干光以及单原子发出的单光子源, 并测量这几种不同光场的二阶相干度g(2)(τ)。我们通过测量俘获在磁光阱(MOT)和远失谐偶极阱(FORT)中的单原子在近共振连续激光激发下所辐射的荧光的二阶相干度,分别得到了g(2)(τ=0)=0.08和g(2)(τ=0)=0.09, 借助于实验中产生的脉冲光与单原子, 接下来我们将进行触发式单光子源的实验研究。

研究了存在偶偶相互作用的两个二能级原子与共同单洛伦兹热库相互作用模型下的两体间的纠缠动力学行为。主要考虑了原子系统与环境存在初始关联时, 两原子间的偶偶相互作用对纠缠动力学的影响, 可以发现: 偶偶相互作用一定时, 马尔科夫环境下初始关联使原子与热库间的纠缠比原子间的纠缠衰减得慢, 非马尔科夫环境下初始关联使原子间的振荡减弱; 另外在马尔科夫热库中, 随着偶偶相互作用的增强, 两原子纠缠可以得到提升, 而在非马尔科夫热库中, 随着偶偶相互作用的增强, 原子间及原子与热库间最终保持较大纠缠值。

利用热纠缠态表象求解密度矩阵主方程的方法, 给出了任意时刻振幅衰减模型中弱相干场密度算符的表示式。采用数值计算方法计算了弱相干光场的压缩效应、统计性质和Wigner函数。讨论了耗散对这些量子特性的影响。研究结果表明: 随衰减时间的增大, 弱相干场的压缩效应、统计性质和Wigner函数的负性等非经典效应均减弱。

实用被动调制量子密钥分发系统中分束器存在波长依赖性,窃听者据此攻击分束器,以获取密钥信息并且不被发现,而且光纤中存在瑞利散射导致误码率增大。文中提出波分复用器方案来保障量子密钥分发的安全性,并且通过双波长交叉传递来降低误码率。方案中借助于波分复用器将不同波长的光子进行分离,只对部分波长的光子进行偏振测量,Alice和Bob可以通过公共信道分析误码率和收益,得出是否存在窃听者。

利用并发度作为纠缠的度量研究了Werner态通过量子噪声信道(包括振幅和相位阻尼信道)之后的纠缠动力学性质,给出了Werner态通过量子噪声信道之后并发度的解析表达式,获得了纠缠突然死亡的参数条件。

量子编码定理证明信道在没有辅助资源的情况下其量子容量等于规整化相干信息的最大值。一般泡利信道是最普遍使用的信道模型,其量子容量目前无法准确计算,只能用多信道相干信息去逼近。本文应用量子图态级联编码,得到一般泡利信道在该编码输入下的多信道相干信息的公式,能够有效计算一般泡利信道量子容量的逼近值和信道传输量子信息的噪声容限。计算速度比Monte Carlo算法提高三个数量级。

在电路量子电动力学系统中, 本文提出利用磁通比特和LC电路间的耦合来制备多比特的一维cluster态的方案。方案中, LC电路作为中间转化器, 通过选择恰当电磁场的参数和调节比特间的能级间隔, 使磁通比特间发生纠缠从而制备出多比特的一维cluster态。在大失谐的条件下, 磁通比特和量子数据总线间的相互作用可通过调节虚光子来转化。此外, 该方案的合理性也已在实验上得到了证明。

我们对不同铯原子汽室空间中,电磁诱导吸收(EIA)与电磁诱导透明(EIT)特性进行了比较。通过理论模拟原子在不同多普勒背景下的周期性吸收调制与原子相干效应的关系,表明在狭小空间下的原子,其EIA效应较弱,EIT较强这一特性对应于介质可获得更好的周期性吸收调制,这一特性可用于改善原子汽室中的光子晶体特性。

采用密度泛函B3LYP方法在6-31G(d)基组水平上,优化得到CHCl3分子在不同外电场下(-0.04 ～0.04a.u.)的基态稳定构型、偶极矩、HOMO能级、LUMO能级、能隙、电荷分布、谐振频率和红外光谱强度。结果表明,分子结构、电荷分布与外电场有着强烈的依赖关系,当电场由F=0.024 3a.u.变到F=0.024 4a.u.时,Cl原子由电正性向电负性转变;随着正向电场的增大,HOMO能级、LUMO能级和能隙都先增大后减小,分子偶极矩随正向外电场的增大先减小后增大,当F=0a.u.时能隙取最大值EG=7.238 19 eV,当F=-0.02a.u.时偶极矩取最小值μ=0.086 7Debye,同时,外电场对CHCl3分子的激发能、振子强度和红外光谱的位置和强度均有一定影响。

用微扰法计算了光晶格中的玻色凝聚粒子从超流态到绝缘态相变的临界值,使用的方法与平均场理论不一样,但物理图像清楚,更容易理解,得到的结果与平均场理论一致。

以超常介质中超短脉冲传输的归一化非线性薛定谔方程为模型,采用拟解法解析得到了自陡峭效应影响下的一组新型的精确亮、暗类孤子解。研究发现,当自陡峭效应、群速度色散和赝五阶非线性效应达到平衡时,在正折射自聚焦超常介质的反常色散区,既可以存在亮类孤子也可以存在暗类孤子,但亮、暗类孤子具有不同的脉宽、频移、速度和波数。这与自聚焦常规介质中亮孤子存在于反常色散区而暗孤子存在于正常色散区明显不同。最后,数值研究了存在条件偏离和白噪声干扰下该新型类孤子的稳定性,结果表明该亮、暗类孤子都能保持自身形状比较稳定的在超常介质中传输。

基于Hirota方程的Peregrine解,讨论光学传输系统中Peregrine怪波的动力学行为,研究了高阶非线性效应对极大压缩飞秒脉冲动力学的影响。结果表明从极大压缩脉冲提取的高功率飞秒脉冲能够在光纤中稳定地传输。这给高功率脉冲的稳定传输提供了一个理论依据,具有非常重要的实际意义。

本文采用对数负值来度量双模压缩热态通过分束器前后的纠缠属性的变化情况。结果表明, 当输入对称双模压缩热态, 无论如何调整分束器的相关参数, 纠缠不会发生变化; 而对于非对称双模压缩热态, 在适当选择的分束器参数范围内, 纠缠可能会发生变化。

设计并研制了全固态调Q脉冲单纵模Nd:YVO4环形激光器。利用880 nm激光二极管端面抽运Nd:YVO4晶体,通过四镜环形谐振腔中插入声光调Q晶体、标准具,并优化激光谐振腔的结构,获得了重复频率为200 Hz、脉宽为26.6 ns的单纵模脉冲1.064 μm激光输出。当泵浦功率为15 W时,单纵模激光输出的单脉冲能量为570 μJ、脉冲能量稳定性优于3%。