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1 量子光学中的状态、模式、场和光子...
摘要 光的量子特性使革命性的通信技术成为可能。推进这一研究领域的关键是清晰地理解状态、模式、场和光子的概念。场模式的概念源自经典光学，而状态的概念在以量子力学的方式处理光时必须仔细考虑。术语“光子”是一个重载标识符，因为它通常用于指代量子粒子或场的状态。这种重载通常不结合上下文使用，可能会混淆描述我们测量的现实的物理过程。我们使用现代量子光学理论回顾了这些概念之间的用法和关系，包括光子波函数的概念，该概念的现代历史由 Iwo Białynicki-Birula 在本期刊上发表的一篇开创性论文推进，本文就是向他致敬。 1. 简介 在开始研究量子光学时，很自然地会问：“什么是光子？”但也许更好的问题是：“什么是量子场？”鉴于量子理论与我们赋予该理论的数学元素的名称无关，那么我们如何命名和解释它们何时重要呢？在没有完整的数学解决方案的情况下，尝试对问题建立直觉时，正确地概念化和命名理论元素会有所帮助。这篇献给 Iwo Białynicki-Birula 教授的特刊以教程的方式回顾了状态、模式、场和光子在量子光学中的作用，承认了他对该主题的重要贡献。i 我们希望启发那些可能刚进入该领域的研究人员，例如那些在经典网络领域工作并且现在开始考虑量子网络潜在有用应用的研究人员。我们回顾了光子波函数的概念，它的现代历史大致始于 Białynicki-Birula 在本期刊上发表的一篇论文 [1] 和 John Sipe [2] 的一篇同期论文。状态、模式和场是适用于经典和量子领域的概念。本文以教学的方式回顾了这些概念在两个领域中的产生和定义，描述了电磁场激励的量化如何引入新的（可测量的）行为，并阐明了两个领域之间的联系。
利用纠缠光子违反 CHSH 不等式
2022 年诺贝尔物理学奖授予了阿斯派克特 (Aspect)、克劳泽 (Clauser) 和蔡林格 (Zeilinger)，以表彰他们“对纠缠光子的实验，证明了贝尔不等式的违反并开创了量子信息科学” [1]。在本文中，我们描述了我们自己使用纠缠光子违反 CHSH 不等式（一种贝尔不等式）的实验。我们使用 qutools quED 纠缠演示器仪器通过自发参量下转换产生纠缠偏振光子。我们测量了旋转基底中的光子偏振，并计算出纠缠光子的 CHSH 相关值 | S | = 2.123±0.030>2 和非纠缠光子的 | S | <2。我们还生成了非经典相关曲线，描述了纠缠和非纠缠光子在连续偏振器角度范围内的偏振测量巧合。我们的结果证明了纠缠的非局域性，并阐明了对光子对极化测量的非经典相关性的更好的理解。
热原子蒸汽中超纠缠光子的产生
超纠缠光子源因其高信息容量而在量子信息处理中起着至关重要的作用。在本文中，我们展示了一种通过热 87 Rb 原子蒸汽中的自发四波混频 (SFWM) 产生偏振和轨道角动量 (OAM) 超纠缠光子对的便捷方法。偏振纠缠是通过在构成相位自稳定干涉仪的两个光束位移器的帮助下相干地组合两个 SFWM 路径来实现的，OAM 纠缠是通过在 SFWM 过程中利用 OAM 守恒条件实现的。我们的超纠缠双光子源具有高亮度和高非经典性，可能在基于原子-光子相互作用的量子网络中有广泛的应用。© 2020 美国光学学会
lwir光子的量子点互面带光电检查器
量子纳米结构的开发对于在长波长红外（LWIR）窗口中的光电探测器技术的发展至关重要，尤其是成功实施量子点（QDS）具有可能导致该领域的世代相传的潜力[1]。尽管有承诺，但与最先进的技术相比，基于QD的光电探测器的性能仍然缺乏。我们提出了一种创新的解决方案，可以通过利用量子点局部状态到连续体中的谐振状态的吸收来超过当前的基于QD的检测器，即半导体导带中的状态具有增强的量子点区域的概率密度[2]。这种方法利用了此类状态的独特特性，可以大大增强载体提取，从而克服了基于量子点的红外探测器的最关键缺点之一。
双激子中单光子的级联发射
图 1 | 单层 WSe 2 中的窄谱线。a ，沉积有 WSe 2 单层的器件示意图。b ，56 µ m × 56 µ m 范围内 1.525eV 至 1.734eV 能量范围内光致发光强度的等高线图。白色虚线标记了潜在的单层区域。c ，4.5K 时 WSe 2 单层中局部发射极的光致发光光谱，随着激光功率的增加，显示出不同的发射行为，主要峰位于 1.7167eV (P1) 和 1.7206eV (P2)。d ，P1 和 P2 的提取线宽，绘制为激发功率的函数。低激发功率的光谱显示 P1 和 P2 的分辨率受限线宽。e，P1 和 P2 的光子发射积分计数随着
第十五届欧洲原子、分子和光子会议
• 电子、原子和分子的碰撞、高电荷离子、天体物理过程 • 原子和分子光谱、光诱导过程 • 飞秒和阿秒物理学、反应动力学、相干控制、强场 • 团簇、纳米粒子、生物分子、表面相互作用和自组装 • 冷和超冷原子、分子和离子、简并量子气体、超冷等离子体 • 基础物理学、精密测量、原子干涉和原子钟 • 量子技术、量子光学、腔 QED、量子信息
双激子级联发射单光子...
图 1 | 单层 WSe 2 中的窄谱线。a，沉积有 WSe 2 单层的设备示意图。 b ，在 56 µ m × 56 µ m 上，能量范围在 1.525eV 和 1.734eV 之间的光致发光强度云图。白色虚线标记了潜在的单层区域。c ，WSe 2 单层中局部发射极在 4.5K 下的光致发光光谱，随着激光功率的增加显示出不同的发射行为，以 1.7167eV（P1）和 1.7206eV（P2）处的峰值为主。d ，P1 和 P2 的提取线宽，以激发功率为函数绘制。低激发功率的光谱显示 P1 和 P2 的线宽分辨率有限。e，P1 和 P2 的光子发射的积分计数随着激光功率的增加显示出超线性和亚线性行为
用气态探测器检测增强的深色光子
深色光子，可以在陆地低背景实验（即中微子实验）中看到它们。使用暗物质[3-5]或其他天体物理学来源的其他衰减/歼灭产物进行了类似的分析[6]。这种情况使我们能够探索夫妇到深色光子的低质量暗物质（DM）的信号。直到近年来，这种低质量DM的直接检测实验相对不受限制。缺乏的低质量DM呈现是沉积的后坐力与DM质量成正比，通常低于检测器阈值小于少数GEV的质量。虽然近年来低阈值检测器技术已取得了进步，但新的策略和材料在限制低质量DM方面具有很大的希望[7-38]。本文的布局如下：在秒中。ii，我们将根据歼灭和相应的深色光子通量来讨论χ在银河系中的分布。sec。 iii我们描述了深色光子与物质的相互作用，特别是，实验的光学特性如何增强或抑制深色光子的吸收。 sec。 iv我们显示了现有实验和预计实验的结果。 第五节涵盖了此模型的现有限制，而秒。 vi讨论了腐烂的暗物质引起的类似信号。sec。iii我们描述了深色光子与物质的相互作用，特别是，实验的光学特性如何增强或抑制深色光子的吸收。sec。 iv我们显示了现有实验和预计实验的结果。 第五节涵盖了此模型的现有限制，而秒。 vi讨论了腐烂的暗物质引起的类似信号。sec。iv我们显示了现有实验和预计实验的结果。第五节涵盖了此模型的现有限制，而秒。vi讨论了腐烂的暗物质引起的类似信号。