冷原子EIT介质中正交偏振光场存储的实验研究

来源 :山西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xingfuli2009
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量子通信是新兴的科研领域,具有安全保密的特性,倍受科学家的关注。2001年,Duan等人提出DLCZ方案[1],建立量子节点之间信息传输,需要通过量子纠缠交换,实现远距离的量子通信。在此过程中,需要具有高效率且长寿命的光量子记忆作为基础[1,2]。  基于电磁感透明效应能够实现光场的存储。科学家长期致力于提高量子记忆的存储效率和存储寿命。但是磁场波动会引起原子自旋波退相干效应,影响存储寿命。为了解决这个问题,本文通过在原子上施加导向磁场将塞曼能级分开,消除磁敏感自旋波对存储寿命的影响,存储寿命得以提高。研究了施加在原子上的导向磁场强度与存储寿命之间的关系。这个工作为下一步开展纠缠光场的长寿命存储提供了研究基础。下面介绍本文的具体工作:  (1)介绍了电磁感应透明效应(EIT)概念、激光俘获原子技术[3],详细介绍了用于制备87Rb原子团的MOT系统,包括原理、光路以及高光学厚度的意义。改进了实验系统,优化了MOT系统,增大了介质的光学厚度,MOT系统中的光路利用光纤进行传输,缩短了光路,使系统更稳定。简化了实验系统中的滤波器,用5个厚度为7.5mm,反射率为90%标准具组成的新滤波系统替换原来的18个滤波器系统。减小了信号光损耗,系统更容易维护。  (2)基于电磁感应透明效应进行了光场的存储。用态制备的方法使原子的初始态在特殊的塞曼子能级上[4],实现了光场的两个正交偏振态在一个原子系综中的存储。进一步研究了导向磁场强度与原子存储寿命之间的关系。逐步增大导向磁场的磁场强度,测量了相应导向磁场强度下的光信号的存储寿命。随着导向磁场的强度增大,磁敏感自旋波相对于磁不敏感自旋波的存储权重逐渐减小,光信号的存储寿命逐渐增大。实验结果显示,当导向磁场强度为12.5G时,存储寿命可达到1.5ms。
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学位
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