量子光学是当今正在迅速发展的一门学科,研究内容非常广泛。从60年代Glauber定义辐射场的相干特性开始,研究者们相继建立激光场和原子作用的理论模型,实现原子相干捕获、激光制冷、玻色爱因斯坦凝聚、无反转激光、单原子激光等,量子光学取得了令人瞩目的成就。另一方面量子光学的发展为研究量子力学的基本物理问题如定域性、互补性原理、隐变量理论等提供了有力工具,这个有力工具就是量子纠缠态。量子纠缠态的性质一直是量子光学中最基本和最核心的研究内容,所以纠缠态的制备是一项关键技术。第一个用于检测Bell不等式的光子纠缠态是通过Ca40的级联跃迁产生的,由法国Aspect小组在上世纪八十年代完成。后来Yanhua Shih、Z.Y.Ou等人利用晶体中自发参量下转换(SPDC)过程产生了孪生光子对,这种纠缠光子对因为更接近理想的EPR态,后来被广泛应用到量子计算、量子密集编码、量子隐行传态、量子计算等领域。目前这些领域中使用的纠缠光子对主要通过使用双折射非线性晶体(主要是BBO晶体)来产生,尽管这种方法已经非常成熟,但是人们一直在寻求具有新特征的纠缠光子源,特别是能够直接通过非线性参量过程制备的EPR多光子纠缠对(n>=3)的途经。由于在非线性光学领域的出色应用,光学超晶格晶体吸引了很多量子光学领域的研究者们的兴趣。
本课题组在研究光学超晶格中经典的非线性光学现象基础之上,拓展出一个新的研究方向:即光学超晶格中的非经典光学研究。主要研究内容包括:如何通过准相位匹配的办法产生高通量、宽线宽的稳定的双光子纠缠源;如何利用光学超晶格产生具有特异时间或空间关联的新型双光子源;如何利用光学超晶格产生多光子(n>=3)的EPR纠缠源;如何将准相位匹配的方法运用到光场压缩态、连续变量纠缠的产生。可以这么说:在量子光学领域,准相位匹配的研究才刚刚开始,不过它所展现出的新异功能及其可能的应用已引人入迷。欢迎有兴趣之士加盟。
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