【摘 要】
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时间是七个基本物理量之一,在国防、科技、经济、文化等方面,高精度的时间测量起着至关重要的作用。随着光钟技术的不断发展,时间频率的精度有了很大的提高,高精度的时间同步技术
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时间是七个基本物理量之一,在国防、科技、经济、文化等方面,高精度的时间测量起着至关重要的作用。随着光钟技术的不断发展,时间频率的精度有了很大的提高,高精度的时间同步技术显得十分迫切。基于爱因斯坦时钟同步协议的经典方法,其时间测量精度往往受限于散粒噪声极限。量子时间同步技术的出现,使得时间测量精度大大提高,一般来说可以达到海森堡极限。相较于传统的方法,量子时间同步的时间测量精度可以突破皮秒量级,甚至达到飞秒量级。 要实现量子时间同步,高效的频率纠缠源就显得尤为重要。传统的频率纠缠源装置往往体积庞大,不利于量子时间同步技术走向实际应用,所以研制小型化的频率纠缠源有着十分重要的意义。同时,频率纠缠源的品质也影响着量子时钟同步的时间测量精度。所以制备高品质的小型化频率纠缠源,并测量其频谱特性,同样是实现高精度时间同步的一个重点。 本文介绍了小型化频率纠缠源的制备方案,并测量了下转换光子的频谱特性。当前,实验室已经在实验平台上产生了小型化频率纠缠源,基于符合测量技术对其频谱分布及量子特性进行了较为深入地研究,得到了初步的结果。本文的主要内容是对小型化频率纠缠源的产生及用于测量其量子特性的实验装置进行介绍。基于此,实现了小型化频率纠缠源的产生,利用符合装置结合单色仪测量了下转换光的单光子频谱及联合频谱,并利用Hong-Ou-Mandel干涉仪测量了下转换光的频率不可分性。最后我们测量了在不同温度下下转换光子中心频率随PPLN波导温度的变化,得出了波导工作的最佳温度。实验发现,偏离最佳工作温度时,下转换光的中心波长会互相偏离,相应的双光子的HOM干涉可见度也会变低。本文对通信波段小型化频率纠缠源的研制及测量进行了细致的研究,为后续的实地量子时间同步研究开展奠定了坚实的基础。
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