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改进的萨尼亚克成像光谱偏振仪，用于全线性斯托克斯参数测量
摘要： 本文概念性描述了一种改进型萨尼亚克成像光谱偏振仪。该仪器由光谱-偏振调制器、具有大光程差的改进型萨尼亚克干涉仪和CCD相机组成。该设计将入射光的斯托克斯分量调制到不同波数上，并以快照模式获取调制干涉图，进而从干涉图中分离解调出各斯托克斯分量的光谱。通过数值模拟验证了系统性能，并提出检测偏振参数（包括偏振度和偏振方向）的新方法以消除线性斯托克斯参数间的混叠效应。与现有成像光谱仪相比，该改进型萨尼亚克成像光谱偏振仪可在单次曝光中获取一维空间信息及其完整线性光谱偏振信息，另通过推扫模式可获取更多空间信息。
关键词： 成像光谱偏振仪，快照模式，斯托克斯参数，偏振，萨尼亚克干涉仪
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过耗散耦合的光机械系统测量弱磁场
摘要： 本文提出了一种基于耗散耦合光力系统的弱磁场检测方案。该系统由一个完美反射镜和一个由迈克尔逊-萨尼亚克干涉仪（MSI）与可移动膜片构成的复合反射镜组成。当MSI的透射率接近零时，其对膜片位置极为敏感。在此条件下，两个反射镜会形成一个有效法布里-珀罗干涉仪（FPI），其线宽取决于膜片位置。研究表明，在磁场存在时通过对膜片施加电流，膜片位置的改变会导致有效FPI线宽变化。这种变化可通过输出场的光谱观测到，从而实现对弱磁场的测量。由此提出了一种用于弱磁场检测的光学检测技术。
关键词： 迈克尔逊-萨尼亚克干涉仪、弱磁场、耗散耦合光力系统、光学检测技术、法布里-珀罗干涉仪
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - DeLLight: 真空中光对光的偏转
摘要： 真空中的非线性电动力学仍是一个相对未被充分探索的领域，因为达到非线性状态所需的强度使其难以在实验室中进行测试。因此，存在几种相互竞争的非线性电动力学理论，它们在理论上各不相同，但尚未被实验所排除[1,2]。标准理论（源自量子电动力学）是海森堡-欧拉模型，该模型通过产生虚电子-正电子对将真空视为可极化介质。该模型在解释（例如）氢原子的兰姆位移方面取得了成功，但近年来在应用于μ子氢和μ子氘时出现了显著差异（约7σ），其中较重的μ子距离原子核近200倍，因此经历的电场强度要大得多[3,4]。迄今为止，对非线性电动力学最敏感的测试是由意大利的PVLAS合作组[5]和图卢兹的BMV合作组[6]进行的，旨在检测强外磁场诱导的真空双折射。然而，这些测试目前所处的强度范围比海森堡-欧拉理论范围高出一到两个数量级，其结果与完全不存在双折射的情况相符，例如玻恩-因费尔德模型所预测的那样。DeLLight项目[7]的目标是通过真空有效折射率的变化（独立于任何双折射效应）对非线性量子电动力学进行实验测试。一个短而强的激光脉冲使真空极化，随后利用第二个强度低得多的激光脉冲探测由此诱导的有效折射率变化。两束脉冲的相对位移使得探测脉冲跨越泵浦脉冲的边缘并经历折射率梯度，从而使其轨迹发生微小偏转。通过让探测脉冲成为萨尼亚克干涉仪的一束光束（另一束为不与泵浦脉冲相互作用的控制脉冲），这种偏转可以被放大到可检测范围。两束光之间的干涉放大了输出信号强度的横向质心偏移，放大因子取决于萨尼亚克干涉仪的消光系数。通过收集大量实验结果，可以统计测量由此产生的偏移。我们已在基于二氧化硅克尔非线性效应的非常相似的泵浦/探测相互作用测量中测试了这一实验技术。真空非线性的理论描述如下：从遵循洛伦兹和宇称不变性的广义拉格朗日量出发，并将非线性项限制在其最低非平凡阶，电磁场方程的非线性取决于两个参数[1]。这些参数依赖于模型；特别是，它们完全由海森堡-欧拉理论确定，我们在做出物理预测时使用其值。非线性方程在强背景场构型附近线性化，为强度显著弱于背景场的探测场提供近似场方程。这种处理将背景场描述为一种有效介质，通常具有双各向异性。然而，对于两束反向传播脉冲的简单情况，它为泵浦场的非线性折射率提供了简单表达式，该折射率取决于泵浦与探测之间的相对偏振。因此，DeLLight测量对非线性电磁学中的双折射效应敏感，但不依赖于它。数值模拟表明，探测脉冲的偏转可以很好地用线性介质形式描述，并允许我们研究偏转对各种实验参数的依赖性。对于LASERIX设施[8]提供的典型泵浦脉冲（能量约2 J，波长约800 nm，持续时间约30 fs），并假设脉冲和探测的最小束腰约5 μm，我们发现平均偏转量级为0.02皮拉德。利用所实现的消光系数，通过萨尼亚克干涉仪可以将其放大约250倍，在0.5 m的距离上对应于约0.01 nm的横向质心偏移。对于约10 Hz的脉冲重复频率和当前高井深CCD相机，预期信号可以在约20天内以约3σ的置信水平测量。
关键词： 非线性电动力学、萨尼亚克干涉仪、真空、海森堡-欧拉模型、双折射
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019年6月23日-27日）] 2019年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 一种用于42.66 GHz重复频率超快纠缠产生的皮秒脉冲激光器
摘要： 纠缠光子源是大多数量子信息应用（从量子通信系统到量子模拟器和全光子量子计算机）的关键元件。目前，自发参量下转换（SPDC）技术仍是最常用的产生此类光子纠缠的方法，该技术需要泵浦激光器和非线性介质。为提高上述应用的传输速率或门操作速度，需要泵浦激光器具备高时钟频率。此外，光子量子处理算法不仅要求光子具有高纠缠可见度，还需具备高光谱不可区分性和纯度。这可通过窄带光谱滤波实现（但会牺牲速率），或通过选择合适的泵浦脉冲宽度（通常为皮秒量级）达成。虽然已有研究尝试通过增加多空间路径来提升传统飞秒激光器的速率[1]，但该方法无法突破GHz重复频率限制。因此，研发具有极高重复频率、皮秒脉冲宽度及足够能量驱动微弱SPDC过程的泵浦激光器成为关键。 本文报道了一种紧凑型高速皮秒泵浦激光系统的实现方案，其纠缠光子对产生重复频率可达42.66 GHz。该纠缠光子源能在此高频下稳定运行，实际仅受探测器抖动限制。通过匹配PDC晶体长度与泵浦激光脉冲宽度[2]（无需窄带滤波），我们获得了具有最小光谱关联的高纯度偏振纠缠光子对。 该泵浦激光器采用单片集成锁模DBR激光器，发射固定42.66 GHz重复频率、1554 nm波长、1.8 ps脉宽的脉冲。如图1所示，由同一控制器驱动的强度调制器构成的脉冲选择器可调节实验用重复频率。经系列光学放大器将激光脉冲功率提升至25 dBm后，通过二次谐波产生?？樽晃屎螾DC过程的波长，最终输出777 nm泵浦脉冲。 我们的纠缠源基于萨格纳克干涉仪，其中ppKTP晶体受两个相向脉冲激光束泵浦。产生的1554 nm光子对经偏振分束器分离至不同空间模式，由光纤收集并用InGaAs探测器（10%效率）检测。纠缠偏振态实验分析显示平均可见度达0.95±0.01，对应CHSH参数S=2.685，与理论计算高度吻合?；贖ong-Ou-Mandel效应的双光子干涉也呈现出高纯度特性。
关键词： ppKTP晶体、量子信息应用、高时钟速率、萨尼亚克干涉仪、铟镓砷探测器、纠缠光子源、皮秒泵浦激光器、光谱纯度、自发参量下转换
更新于2025-09-11 14:15:04