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光のショット雑音抑圧に関する基礎的研究

光学散粒噪声抑制的基础研究

基本信息

批准号：
04452200
负责人：
菊池和朗
金额：
$ 3.33万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至 1993
项目状态：
已结题

项目摘要

スクイズド状態のうち、発生や検出が比較的容易である光子数状態に関する研究を行った。以下に研究成果の概要を要約する。(1)光パラメトリック発振器を用いたショット雑音の抑圧モノリシック共振器型光パラメトリック発振器について、信号光およびアイドラ光の共振モードの電磁界解析、二重共振条件に基づく同調特性の解析を行い、その設計論を確立した。KTP結晶を用いて、設計論に基づくデバイスの試作を行ったが、ポンプレーザの周波数不安定性、温度不安定性などに起因すると見られる発振不安定性が観測され、ショット雑音を抑圧するには至らなかった。(2)共振器内第二高調波発生によるショット雑音の抑圧非線形光学結晶を内部に挿入した共振器内に、基本波を閉じこめ、第二高調波を放出させるデバイスに関する量子力学的理論を展開した。第二高調波の雑音特性を解析した結果、標準量子雑音レベルの1/9までの雑音抑圧の可能性が、理論的に示された。(3)半導体レーザを用いたショット雑音抑圧レート方程式に基づいて、半導体レーザの量子雑音の理論を整備した。これにより、内部損失が低減された低閾値半導体レーザを定電流駆動したときに、強度雑音が標準量子雑音レベル以下に抑圧される機構が明確に示された。強度雑音を標準量子雑音レベル以下に抑圧するには、自然放出光による雑音を低減することが不可欠である。このために、干渉計を用いて、FM雑音をわずかに強度雑音に混入させる方式を開発した。この方法を用いて、量子井戸レーザを用いてショット雑音抑圧実験を試み、室温において、標準量子雑音限界に対して3dBを越える雑音抑圧度を達成した。

It is easy to compare the photon number state and the photon number state. The following is a summary of the research results. (1)Analysis of electromagnetic field, analysis of fundamental resonance characteristics under double resonance condition, and establishment of design theory for resonator type optical oscillator. KTP Crystallization Application, Design Theory, Basic Theory, Test Operation, Cycle Number Instability, Temperature Instability, Cause of Vibration Instability, Measurement, Sound Suppression, etc. (2)The theory of quantum mechanics concerning the generation of the second high-pitched wave in the resonator and the suppression of the second high-pitched wave in the nonlinear optical crystal is developed. The analysis results of the acoustic characteristics of the second high-pitched wave, the possibility of acoustic suppression of 1/9 of the standard quantum acoustic parameters, and the theoretical results are presented. (3)The basic theory of semiconductor quantum resonance is developed by the equation of semiconductor quantum resonance. The internal loss is reduced, the threshold value of the semiconductor is reduced, the current is reduced, the intensity of the semiconductor is reduced, and the voltage is reduced. The intensity of the sound is the standard quantum sound, and the sound is reduced by the natural emission of light. The method of mixing sound with FM sound is developed. This method is based on the theory of quantum well noise reduction, and the theory of quantum well noise reduction.