研究目的
提出一种基于二阶干涉的鲁棒全息方法,该方法能够同时记录光场的振幅和相位信息(适用于单光子态和相干态),并验证其对相位噪声的鲁棒性。
研究成果
通过HOM干涉的二阶全息方法对环境相位噪声具有鲁棒性,无需复杂算法或锁相技术即可重建弱相干态的时间波函数。该方法适用于多种自由度,在量子态层析和全息相关领域具有潜在应用价值。
研究不足
该方法需要完全相同的量子以实现完美干涉,并对光子间的可区分特性敏感。实验缺陷会降低干涉条纹的可见度。
1:实验设计与方法选择:
本实验采用HOM(Hong-Ou-Mandel)干涉装置,在时间域中利用相干态展示二阶全息术。该装置包含一台被分为参考臂和测试臂的连续波激光器,测试态通过相位和强度调制器制备而成。
2:样本选择与数据来源:
使用弱相干态,通过调制连续波激光器的相位和强度进行制备。
3:实验设备与材料清单:
包括一台连续波激光器(Toptica CTL-027027)、相位调制器、强度调制器、单模保偏光纤、单光子探测器(SPD)和分束器。
4:7)、相位调制器、强度调制器、单模保偏光纤、单光子探测器(SPD)和分束器。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:测试态经过调制后与参考态在分束器处发生干涉。记录两个单光子探测器之间的符合计数以获取符合图案。
5:数据分析方法:
通过分析归一化的符合图案来提取测试态的振幅和相位分布。
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continuous-wave laser
CTL-027027
Toptica
Provides the light source for the experiment.
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phase modulator
Modulates the phase of the light in the test and reference arms.
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intensity modulator
Modulates the intensity of the light in the test arm.
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single-photon detector
SPD
Detects single photons for coincidence counting.
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beam splitter
Splits the laser beam into reference and test arms and interferes the photons from both arms.
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