面向本科生实验室的光纤Hong-Ou-Mandel 干涉实验

Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉是近期日益可被本科生学生掌握的量子光学实验。该实验由两个相同光子同时进入非偏振分束器组成。当光子波函数发生破坏性干涉时，光子对会聚集（两者同时离开同一输出端口），而在经典情形下则等可能离开不同输出端口。由于需要实现光子不可辨识性而精确度较高，实验的 setup 与对准常被认为过于困难且耗时，不适合作为本科生实验室的教学目标，目标仅是演示 HOM 干涉 dips。本文提出一种替代方案——基于光纤的装置，能提供一致可重复的实验，干涉发生在熔接光纤分束器上而非传统的分束器。我们采用商业可用的光纤耦合双光子源，无需精准对准，提高了干涉的相干长度。此外，我们的双光子源提供基于温度的直接频率失配控制，使学生能够探讨 HOM 干涉的物理特性，如相干长度和干涉可见度。通过采用标准的光学机械部件结合商业可用的光纤集成双光子源和激光器，该装置介于从头构建和预对准装置之间。