突破光学零差测量的带宽限制
光学
2017-10-10 v3 量子物理
摘要
零差测量是量子光学的基石。它测量量子电动力学的基本变量——光的正交分量，其代表光场的余弦波和正弦波分量，并构成位置和动量的量子光学类比。然而，用于测量正交信息的标准零差测量存在严重的带宽限制：尽管光态的带宽可轻易跨越多个 THz，标准零差探测本质上局限于电可访问的 MHz 至 GHz 范围，从而在相关光学现象与测量能力之间留下巨大鸿沟。我们展示了一种跨任意光带宽的全并行光学零差测量，有效完全消除了该带宽限制。利用光学参量放大（其放大一个正交分量同时衰减另一个），我们使用仅一个本地振荡器——泵浦，在 55THz 带宽上同时测量了低于真空电平 1.7dB 的双模正交压缩。与标准零差不同，我们的测量对探测低效具有高度鲁棒性，并且在探测通道中存在 损耗的情况下获得。这种宽带参量零差测量为量子信息的并行处理打开了宽广的窗口。
引用
@article{arxiv.1701.07948,
title = {Lifting the Bandwidth Limit of Optical Homodyne Measurement},
author = {Yaakov Shaked and Yoad Michael and Rafi Z. Vered and Leon Bello and Michael Rosenbluh and Avi Pe'er},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.07948},
year = {2017}
}