光场

Λ型原子系统中双模压缩光场的暗度

自量子光学诞生之初，人们就知道光学状态的非经典特性（如压缩、反聚束和纠缠）易受衰减影响 [1]。通过衰减器（有损通道）传播时，光学状态的量子特征与环境共享，并在追踪环境时丢失。因此，人们长期以来一直努力减少制备和操纵这些状态时的损失，以增强其在量子信息处理 [2]、量子计量 [3] 和其他应用中的实用性。在本文中，我们挑战了这一范式，展示了一类非经典纠缠光态，它们不仅可以在衰减介质中传播而不受损失的影响，而且是由于这些损失而产生的。也就是说，任何其他状态进入并传播通过该介质后，都会转换为该家族中的状态。我们将这些状态称为光学暗态（ OD ），类似于原子的暗态，原子的暗态虽然与原子跃迁共振，但不吸收光。与原子暗态类似， OD 态出现在 Λ 形原子系统中。两个基态通过两对场以类似拉曼的方式相互耦合。在每对场中，一个场是量子，另一个场是强激光（图 1 ( a )）。通过这种方式，量子场直接与原子基态相互作用：模式 ˆ a 下光子的吸收会将光子从能级 ∣ ñ 1 转移到能级 ∣ ñ 2 ，而模式 ˆ b 具有相反的效果。当两种模式都充满光子时，这些过程会叠加发生。此外，如果这些模式的状态是具有特定压缩参数（由光学模式和物质之间的有效耦合常数之比决定）的双模压缩真空（TMSV），则这两个过程会发生干涉相消，从而有效地阻止原子态和光学态的相互作用。然后，即使基态相干性衰减，该 OD 态也会在这种原子的气体中传播而不会发生任何损失或演变。这里研究的现象的物理与 [ 4 , 5 ] 的物理密切相关，其中两个宏观原子集合的纠缠是由耗散现象驱动的。事实上，正如我们在下面展示的，它们是产生光和原子纠缠态的相同的过程。