研究目的
精确测量混沌光反馈半导体激光器的二阶光子关联函数g(2)(τ),并分析其统计特性和相干时间。
研究成果
九阶自卷积校正为混沌激光器提供了精确的g(2)(τ)测量,在50纳秒延迟时间内相对误差不超过5‰。该技术适用于研究混沌激光器的量子统计特性和相干性质,在量子成像与安全通信领域具有应用潜力。
研究不足
检测的分辨率时间(65皮秒)与混沌激光的相干时间(约0.5纳秒)相比并不显著更小,导致测量的g(2)(τ)存在轻微波动。光子强度和相干时间的变化引入了相对误差,尤其是在较长延迟时间下。
1:实验设计与方法选择:
采用汉伯里-布朗-特维斯干涉仪测量混沌光反馈半导体激光器的二阶光子关联函数g(2)(τ)。通过九阶自卷积校正方法,从光子对时间间隔分布中获取精确的g(2)(τ)值。
2:样本选择与数据来源:
使用分布式反馈激光二极管(DFB-LD)产生的1550纳米激光作为光源,通过施加光反馈诱导混沌行为。
3:实验设备与材料清单:
DFB-LD、热电温度控制器(TTC)、精密电流源控制器(CSC)、偏振控制器(PC)、光环行器(OC)、光纤耦合器(FC)、高速光电探测器(PD)、示波器(OSC)、频谱分析仪、光谱分析仪、单光子探测器(SPD)、时间数字转换器(TDC)、笔记本电脑(LC)以及透镜和滤光片等光学元件。
4:实验流程与操作步骤:
激光输出经偏振控制器和光环行器形成光反馈环路,随后通过高速光电探测器和单光子探测器分路测量,记录光子到达时间和间隔。
5:数据分析方法:
采用自卷积方法分析光子对时间间隔分布,校正高阶效应获得精确g(2)(τ),并通过理论模型拟合实验数据验证结果。
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PD
FINISAR XPDV2120RA
FINISAR
Detect high-speed optical signals
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OSC
Lecroy LabMaster10-36Zi
Lecroy
Record signal time series
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DFB-LD
Distributed feedback 1550 nm laser diode
Generate 1550 nm laser light
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TTC
ILX-Lightwave LDT-5412
ILX-Lightwave
Stabilize the temperature of the DFB-LD
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CSC
ILX-Lightwave LDC-3412
ILX-Lightwave
Control the output intensity of the DFB-LD
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SPD
Aurea Technology LYNXEA. NTR. M2
Aurea Technology
Detect single photons
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TDC
Convert time intervals between photon arrivals into digital data
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