宽带谱关联光——性质、源与应用（博士学位论文）

在经典与量子力学框架下，对宽带下转换光的相关性性质进行了理论与实验研究。尽管宽带下转换光是单光子非相干噪声，它却具有独特的两光子相干性。因此，对于执行两光子过程，下转换光在某些方面等价于相干超短脉冲，在另一些方面等价于相干连续波激光辐射。这种等价性在经典高功率 regime 下得到了理论确立与实验演示。随后详细描述了两种利用多光子相干性的应用：一种用于光扩频通信，另一种用于亚衍射极限光学光刻。本研究的一个关键部分是设计并实现了一种在腔内产生高效率宽带下转换的源。腔内的宽带振荡由一种与超短脉冲激光源的无源锁模非常相似的机制保证，我们称之为成对锁模，从而将到超短脉冲的等价性也延伸到了光产生源。最后，通过在纠缠光子对的低功率水平下执行两光子过程（和频产生），对宽带下转换的量子力学性质进行了实验探索。该光的非经典性质由非线性过程的线性强度依赖关系所表达。利用此非线性相互作用展示了具有飞秒分辨率的纠缠光子对的时间整形。