超短パルス光と光ファイバを用いた光量子雑音の制御に関する研究

利用超短脉冲光和光纤控制光量子噪声的研究

• 批准号: 11750038
• 负责人: 西澤 典彦
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750038/
• 关键词: スクイズド光; 量子光学; 光ファイバ; 超短パルス光; 量子雑音; 非線形光学効果; ビーム伝搬法

1.非対称ファイバループミラーを用いた光子数スクイズド光の生成超短パルスファイバレーザー、光ファイバ、偏光光分岐器を用いて分岐比を変化させることのできる非対称ファイバループミラーを構成し、光子数スクイズド光の生成実験を試みた。実験の結果、入出力特性が平坦になるところで光源の雑音が低減されることが確認できた.又、分岐比やファイバ長、入射光強度を調整し、実験を行った結果、ショット雑音レベルを若干下回る揺らぎの低減を観測することができた.又、数値解析と実験結果とを比較し、両者がほぼ一致することを確認することができた.2.非線形偏光干渉計を用いた光子数スクイズド光の生成上記1のファイバループミラーでは、空間的に光を正確に重ね合わせる必要があるため、高度のスクイズド光を安定に生成することが難しかった.そこで、長さと特性の等しい偏波保持ファイバを直交させて接続することで構成される非線形偏光干渉計を新たに考案した.この生成系では、空間的な光の重ね合わせを用いずに、光ファイバを通すだけで二つのパルス光を高精度に干渉させることができる.まず、光ファイバにおけるパルス光の伝搬特性を量子論的に解析し、非線形偏光干渉計における光子数スクイズド光の生成の数値解析を行った.その結果、最大で13dBの光子数スクイズド光を生成することができることが分かった.又、入出力端に設置した波長板を調整することによって、二つの異なる入出力特性を得ることができることが分かった.更に超短パルスファイバレーザーと偏波保持光ファイバ等を用いて実験系を構成し、光子数揺らぎの抑圧実験を行った.その結果、入出力特性が平坦になるところで光源の揺らぎがショット雑音レベルまで抑圧されることが観測された.又、数値解析と一致した特性が得られることが分かった.現在、光子数スクイズド光の生成を目指して実験を進めている.

1. The said seaborne フ ァ イ バ ル ー プ ミ ラ ー を with い た photon number ス ク イ ズ ド の to generate ultrashort light パ ル ス フ ァ イ バ レ ー ザ ー, light フ ァ イ バ, polarized light gaps を with い て gaps than を variations change さ せ る こ と の で き る non said seaborne フ ァ イ バ ル ー プ ミ ラ ー を し, photon number ス ク イ ズ ド の light generated be 験 を try み た. Be 験 の result, the output characteristics が flat に な る と こ ろ で light の 雑 sound が low cut さ れ る こ と が confirm で き た. Again, the branching ratio や フ ァ イ バ length, intensity of incident light を adjusting し, be 験 を line っ た results, シ ョ ッ ト 雑 sound レ ベ ル を several next る 揺 ら ぎ の low cut を 観 す measurement る こ と が で き た. Furthermore, the numerical value analysis と experimental results とを comparison がほぼ and the two がほぼ are consistent する とを とを とを confirmation する する とがで た た た た 2. Nonlinear polarization dry involved meter を with い た photon number ス ク イ ズ ド light の generate written 1 の フ ァ イ バ ル ー プ ミ ラ ー で は, space に を に right light weight ね close わ せ る necessary が あ る た め, highly の ス ク イ ズ ド を light stability に generated す る こ と が difficult し か っ た. そ こ で, long さ と characteristics の し い partial waves keep フ ァ イ バ を rectangular さ せ て meet 続 す る こ と で constitute さ れ る nonlinear polarization dry involved meter を new た に test case し た. こ の generating system で は, space な の light weight ね わ せ を with い ず に, light フ ァ イ バ を tong す だ け で two つ の パ ル ス を high-precision に dry light involved さ せ る こ と が で き る. ま ず, light フ ァ イ バ に お け る パ ル ス light の 伝 move features を に analytic し, nonlinear quantum theory Polarized light dry involved meter に お け る photon number ス ク イ ズ ド の light generated の line the numerical analytical を っ た. そ の results, the maximum で 13 db の photon number ス ク イ ズ ド を light generated す る こ と が で き る こ と が points か っ た. Again, the output end に set し た wavelength plate を adjustment す る こ と に よ っ て, two つ の different な る into output characteristic を る こ と が で き る こ と が points か っ た. More に ultrashort パ ル ス フ ァ イ バ レ ー ザ ー と partial waves keep light フ ァ イ バ い を in て be 験 を constitute し, photon number 揺 ら ぎ の 圧 suppression be 験 を line っ た. そ の result, the output characteristics が flat に な る と こ ろ で light の 揺 ら ぎ が シ ョ ッ ト 雑 sound レ ベ ル ま で 圧 suppression さ れ る こ と が 観 measuring さ れ た. Again, the numerical analytical と consistent し た features が must ら れ る こ と が points か っ た. Now, the number of photons ス ク イ ズ ド の light generated を refers し て be 験 を into め て い る.

项目成果

Adi Rahwanto et al.: "Timing Jitter in Amplitude Modulated Harmonically Mode-locked Er-Doped Fiber Ring Lasers"Optical Review. Vol.6,No.4. 355-358 (1999)

Adi Rahwanto 等人：“调幅谐波锁模掺铒光纤环激光器中的定时抖动”光学评论。

N.Nishizawa et al.: "Measurement of chromatic dispersion of optical fibers using wavelength tunable soliton pulses"Japan Journal of Applied Physics. Vol.39,No.8. 4990-4992 (2000)

N.Nishizawa 等人：“使用波长可调孤子脉冲测量光纤色散”日本应用物理学杂志。

N.Nishizawa et al.: "Widely wavelength tunable ultrashort soliton pulse ad anti-stokes pulse generation for wavelengths of 1.32-1.75um"Japan Journal of Applied Physics. Vol.39,No.5A. L409-L411 (2000)

N.Nishizawa 等人：“宽波长可调超短孤子脉冲和波长 1.32-1.75um 的反斯托克斯脉冲生成”日本应用物理学杂志。

N.Nishizawa et al.: "Compact System of Wavelength Tunable Femtosecond Soliton Pulse Generation in 1.56-1.86um Using Optical Fibers"Technical Digest of CLEO/Pacific Rim'99. Vol.3. 795-796 (1999)

N.Nishizawa 等人：“使用光纤产生 1.56-1.86um 波长可调谐飞秒孤子脉冲的紧凑系统”CLEO/Pacific Rim99 的技术文摘。

J.Higuchi,N.Nishizawa et.al.: "Analysis of generation mechanism of photon number squeezed light using ultrashort pulse and asymmetric fiber loop mirror"Japan Journal of Applied Physics. Vol.39,No.11. 6243-6247 (2000)

J.Higuchi、N.Nishizawa等人：“利用超短脉冲和非对称光纤环镜分析光子数压缩光的产生机制”日本应用物理学杂志。