模清潔器抑制強度噪聲理論的完善和1560nm光纖激光器的外腔倍頻實驗研究

【摘要】：隨著原子鐘的發(fā)展，時間的精度已經(jīng)超過了傳統(tǒng)時間同步技術(shù)的精度，時間同步技術(shù)因此成為了新一代時間頻率系統(tǒng)的瓶頸。傳統(tǒng)時間同步技術(shù)的精度受限于散粒噪聲極限，近二十年來，基于量子糾纏態(tài)的量子時間同步技術(shù)發(fā)展迅猛，其極限突破了散粒噪聲極限，有望把時間同步精度從亞納秒提高到的亞皮秒量級。不僅如此，量子時間同步技術(shù)還有傳統(tǒng)時間同步技術(shù)無法實現(xiàn)的不可竊聽和不受介質(zhì)影響等性質(zhì)。因此，量子時間同步作為一種新興的時間同步技術(shù)潛力巨大。 在量子時間同步技術(shù)中，首先要得到光纖通信波段的高質(zhì)量量子糾纏光源，時間同步技術(shù)需要頻率糾纏的連續(xù)變量糾纏光源，常用的方法是通過激光和非線性晶體相互作用發(fā)生自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生。光纖激光器線寬窄，功率高，是產(chǎn)生糾纏反關(guān)聯(lián)糾纏光源的理想選擇。我們采用1560nm單模光纖激光器，先經(jīng)過外腔倍頻，后經(jīng)過光學(xué)參量振蕩腔下轉(zhuǎn)化的方法產(chǎn)生糾纏反關(guān)聯(lián)糾纏光，這種方法轉(zhuǎn)化效率高并且產(chǎn)生的糾纏光源功率大，能為進一步的時間同步原理性驗證實驗以及時間同步技術(shù)的實際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。 本文工作主要是：通過模清潔器對1560nm單頻光纖激光器的強度噪聲進行抑制來改善激光質(zhì)量，并通過自制的平衡零拍探測器進行探測，激光噪聲在10MHz處達到散粒噪聲極限，但所得到的實驗結(jié)果和傳統(tǒng)的理論模型預(yù)測的結(jié)果有所偏差，用新的理論解釋了偏差的原因，又在模清潔器之前加入聲光調(diào)制器外反饋抑制了激光的頻率噪聲，使得激光的線寬從26kHz壓窄到16kHz，之后通過非線性晶體(PPKTP)準相位匹配在外腔中諧振倍頻，產(chǎn)生67%的780nm倍頻光。 【關(guān)鍵詞】：量子糾纏 倍頻 模清潔器 強度噪聲 激光線寬
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（國家授時中心）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN248
【目錄】：

• 致謝3-5
• 目錄5-8
• 圖表目錄8-9
• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 引言12-13
• 1.2 倍頻和下轉(zhuǎn)換過程中必須滿足的條件——相位匹配13-14
• 1.3 光纖激光器的噪聲和抑制噪聲的方法14-20
• 1.3.1 光纖激光器簡介14-15
• 1.3.2 光纖激光器的強度噪聲15-17
• 1.3.3 抑制光纖激光器強度噪聲的方法17-18
• 1.3.4 強度噪聲的自平衡零拍探測18-20
• 1.4 論文主要工作20-23
• 第二章 模清潔器抑制強度噪聲理論的完善23-26
• 2.1 模清潔器對強度噪聲抑制的一般理論模型23-24
• 2.2 模清潔器所致激光相位噪聲轉(zhuǎn)化為強度噪聲的理論模型24-26
• 第三章 模清潔器抑制強度噪聲的實驗26-37
• 3.0 引言26
• 3.1 光路結(jié)構(gòu)26-27
• 3.2 模式匹配和精細度測量27-30
• 3.3 PDH 穩(wěn)頻控制電路30-32
• 3.4 模清潔器鎖定質(zhì)量評估32-33
• 3.5 加入外調(diào)制后測激光線寬33-34
• 3.6 對實驗結(jié)果的解釋34-37
• 第四章 1560nm連續(xù)單頻激光準相位匹配外腔諧振倍頻產(chǎn)生780nm激光37-45
• 4.1 相關(guān)研究背景介紹37
• 4.2 倍頻腔的設(shè)計37-42
• 4.2.1 倍頻晶體的選擇37
• 4.2.2 PPKTP 晶體的準相位匹配37-39
• 4.2.3 倍頻腔的阻抗匹配和輸出功率39-42
• 4.3 實驗結(jié)果42-43
• 4.4 對實驗結(jié)果的解釋43-45
• 第五章 總結(jié)和展望45-46
• 第六章 附錄46-51
• 6.1 平衡零拍探測器的研制46-50
• 6.2 英文縮寫對照50-51
• 參考文獻51-54
• 作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果54

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