论文部分内容阅读
光学精密测量推动着科学前沿的快速发展。与基模相比高阶模拥有更多的自由度能够携带更多的信息量可以提高测量的信噪比,提高测量精度。随着测量技术的发展,采用经典的测量方式其测量精度会受到量子噪声的限制。而采用非经典的测量技术可以更加有效的提高测量精度,其测量精度能够突破散粒噪声基准,甚至达到海森堡极限。压缩态光场是非经典测量技术中的最常用的光源,自产生以来就被用来提高量子测量精度,可以用来进行磁场测量、引力波测量、平移测量、相位测量等方面,提高其测量的信噪比。作为科技前沿热点之一的引力波探测,就是将压缩光注入激光干涉仪来提高其测量精度,由于其测量频域在低频部分,更容易受到噪声的影响使得测量变得十分困难,引力波的探测水平代表着一个团队的技术水平,研究低频段的压缩有着重要的意义。将高阶模与压缩光结合起来可以实现基于高阶模压缩光的测量,这为进一步提高测量精度提供了新方法。本文围绕低频压缩光的产生和测量及其高阶模进行了研究。首先利用 NOPA产生了低频压缩光并进行了测量,接着将产生的压缩光注入到 MZ干涉仪中实现了超越散粒噪声基准的声频信号的测量,最后对利用空间光调制器产生高阶模光场进行了研究。主要工作如下: 1.利用NOPA产生了低频压缩光。分析了NOPA的压缩特性,搭建了实验光路,首先测量了高频段的压缩曲线,在1MHz测到了6dB的压缩;其次研究了低频处影响压缩光测量的因素,提出了改进的办法并在实验上进行了验证。在19kHz处测到了7dB的压缩,甚至在400Hz处观测到了压缩。 2.实现了基于低频压缩光的声频信号测量。分析了利用 MZ干涉仪测量声频信号的原理,将产生的压缩光注入到MZ干涉仪中实现了声频信号的测量,在19KHz处实现了超越散粒噪声基准的测量,信噪比提高了3dB。 3.用 Labview控制空间光调制器产生了高阶 LG模式。利用膜清洁器提高了模式的纯度;研究了GS算法优化纯度的相关内容,并提出了产生高阶模压缩光的实验方案。