1、量子糾纏是量子力學(xué)最重要的精華內(nèi)容之一，應(yīng)用量子糾纏人們可以完成經(jīng)典物理所不能完成的工作。近年來(lái)人們利用量子糾纏完成了量子離物傳態(tài)、量子密集編碼、量子密鑰分發(fā)、量子糾纏交換等量子信息領(lǐng)域的重要實(shí)驗(yàn)，利用糾纏進(jìn)行量子計(jì)算也成為當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的前沿課題。設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用潛力的糾纏源，不僅對(duì)基礎(chǔ)研究有重要意義，而且有很強(qiáng)的應(yīng)用需求。
　　存在于光場(chǎng)的具有連續(xù)譜的正交分量之間的糾纏，即通常所說(shuō)的連續(xù)變量糾纏，是量子糾纏研究的一個(gè)主要

2、方向。連續(xù)變量糾纏可以利用單模壓縮態(tài)在分束器上耦合實(shí)現(xiàn)，也可由一個(gè)Ⅱ類(lèi)匹配非線性晶體組成的非簡(jiǎn)并光學(xué)參量放大器(NOPA)直接產(chǎn)生。運(yùn)轉(zhuǎn)于閾值以下的光學(xué)參量放大器當(dāng)沒(méi)有信號(hào)光注入時(shí)，可以產(chǎn)生真空壓縮態(tài)，有信號(hào)光注入時(shí)可以產(chǎn)生明亮壓縮態(tài)，但閾值以下NOPA產(chǎn)生的光場(chǎng)的功率最高只有幾十微瓦，不利于長(zhǎng)距離傳輸和探測(cè)。運(yùn)轉(zhuǎn)于閾值以上的非簡(jiǎn)并光學(xué)參量振蕩器(NOPO)可以很容易產(chǎn)生幾毫瓦、幾十毫瓦、甚至更高功率的糾纏光束。運(yùn)轉(zhuǎn)于閾值以上的NOPO

3、產(chǎn)生的下轉(zhuǎn)換光束的頻率非簡(jiǎn)并，在測(cè)量信號(hào)光和閑置光之間的位相關(guān)聯(lián)時(shí)，由于缺乏相應(yīng)的本地光而成為一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。本文利用一對(duì)由光纖構(gòu)建的非平衡Mach-Zehder干涉儀，測(cè)量了高強(qiáng)度糾纏光場(chǎng)的噪聲關(guān)聯(lián)譜，實(shí)驗(yàn)研究了量子關(guān)聯(lián)度與噪聲頻率之間的依賴(lài)關(guān)系，驗(yàn)證了閾值以上NOPO輸出光場(chǎng)的量子糾纏特性。主要內(nèi)容如下:
　　1.介紹兩類(lèi)測(cè)量運(yùn)轉(zhuǎn)于閾值以上的NOPO產(chǎn)生的糾纏光束的量子關(guān)聯(lián)特性的實(shí)驗(yàn)方法:一類(lèi)是利用平衡零拍探測(cè)，包括在NOPO腔

4、插入四分之一波片使下轉(zhuǎn)換光頻率簡(jiǎn)并和利用聲光調(diào)制器產(chǎn)生與下轉(zhuǎn)換光頻率相同的本地光;另一類(lèi)是利用自零拍測(cè)量，包括掃描單端FP腔和非平衡Mach-Zehnder(M-Z)干涉儀。
　　2.利用半經(jīng)典理論分析閾值以上的NOPO輸出場(chǎng)的經(jīng)典和量子特性。分析表明，輸出場(chǎng)的強(qiáng)度差噪聲與泵浦場(chǎng)位相噪聲沒(méi)有關(guān)系，位相和噪聲不僅與下轉(zhuǎn)換場(chǎng)的參數(shù)有關(guān)，而且與泵浦場(chǎng)的參數(shù)有關(guān)。我們著重考慮如下三個(gè)因素對(duì)下轉(zhuǎn)換光位相關(guān)聯(lián)的影響:1.對(duì)泵浦光精細(xì)度不同的N

5、OPO;2.泵浦光有額外位相噪聲;3.NOPO對(duì)泵浦光位相噪聲的放大作用。分析得出了由實(shí)驗(yàn)參數(shù)表達(dá)的強(qiáng)度差和位相和噪聲譜公式。利用我們的公式，可以合理解釋已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　3.搭建分析頻率為2MHz、5MHz和10MHz的非平衡光纖M-Z干涉儀，從理論上分析了光纖耦合損耗對(duì)噪聲測(cè)量的影響。利用自制的光纖M-Z干涉儀，從實(shí)驗(yàn)上獲得了頻率非簡(jiǎn)并糾纏光束在2MHz，5MHz，10MHz頻率處的強(qiáng)度差和位相和壓縮。在泵浦光中加入白噪聲

6、，驗(yàn)證了泵浦光額外位相噪聲對(duì)下轉(zhuǎn)換光位相和關(guān)聯(lián)的影響。
　　在這些工作中，有所創(chuàng)新的工作如下:
　　A:在考慮光學(xué)參量振蕩腔泵浦場(chǎng)的透射率，泵浦場(chǎng)額外位相噪聲和光學(xué)參量振蕩腔對(duì)泵浦場(chǎng)位相噪聲的放大作用對(duì)NOPO輸出場(chǎng)量子關(guān)聯(lián)特性的影響的情況下，從理論上推導(dǎo)出了由可測(cè)實(shí)驗(yàn)參數(shù)表征的糾纏關(guān)系式。所得公式可以解釋過(guò)去發(fā)表的相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　B:構(gòu)建了非平衡光纖Mach-Zehnder干涉儀，分析了干涉儀損耗對(duì)關(guān)聯(lián)噪聲測(cè)量的