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“压缩态激光”或“压缩光”不是指激光的物理特性被压缩,而是量子光学领域的专业术语,压缩激光(Squeezed Laser)压缩的是光场的量子噪声和不确定性。
压缩激光的核心原理源于量子力学中的“海森堡测不准原理”。激光作为一种电磁波,具有“振幅”和“相位”两种属性。在普通激光中,这两种属性的量子不确定是平均分配的。标准量子噪声极限 而压缩激光技术通过特殊的光学手段,人为地“挤压”光场的量子涨落,从而降低其中一个属性的不确定性(噪声),代价是提高另一个属性的不确定性。
传统激光器和压缩激光器比较:
传统激光器输出的是经典的相干光,而压缩激光器输出的是经过特殊调制、具备量子特性的光。
传统激光器通过激励增益介质,使大量原子同步释放出频率、相位和方向都一致的光子,形成高强度、高方向性的光束。具有优异的相干性。
挤压(压缩)激光器:它通常以传统激光器作为种子光源,再通过非线性光学过程(如光学参量放大)对光场的量子涨落进行“挤压”。利用量子力学中的“海森堡测不准原理”,通过降低光场一个属性(如相位)的不确定性(噪声),来换取另一个属性(如振幅)不确定性的增加,从而突破标准量子噪声极限。在量子密钥分发(QKD),量子通信,量子计算机,纠缠光束生成,量子成像,量子传感等量子研究中得到广泛的应用。
挤压激光器能参数:
尺寸大小:41cm*61cm*29cm
相干输出功率: 50mw
挤压系数 :10db
输出模式: 连续光(CW)
光束模式: TEM00
输出中心波长(泵浦光决定): 1064nm和1550nm
输出偏振 :线性,s-pol
产生1064nm和1550nm的挤压真空态的挤压因子:
6分贝
8分贝
10分贝
它们是通过触摸屏控制,用于在校准和挤压模式之间切换。

应用领域:
1.量子精密测量
压缩光可以减少高精度测量中光子计数噪声,广泛用于精密测量。例如,激光干涉引力波探测器,可以探测由遥远黑洞、中子星等天体合并。2017年,美国科学家Rainer Weiss、Barry C. Barish和Kip S. Thorne因为对LIGO探测器(激光干涉引力波天文台)和引力波探测的决定性贡献,获得了诺贝尔物理学奖。
2.量子通信
通过光的压缩态产生EPR纠缠光,从而用于量子密钥分发、隐形传态、量子编码等领域。

3.量子传感
量子传感是成熟的应用领域。通过压缩光测量了具有更好信噪比的引力波信号。当进一步提升光强或功率过于困难时,压缩激光会提高测量灵敏度。6分贝的压缩光能提升信噪比,就像你把光功率增加四倍一样。10 dB的压缩光就像光输出增加了十倍。如果你的生物样本无法承受激光光,压缩激光可能是个选择。如果你因为需要激光安全措施而犹豫是否要增加光输出,压缩光也可以作为一个选择。
4.量子计算
量子计算行业目前也十分火热。量子计算机由于其量子比特的特殊性,能够在一些特定数学问题上,快速解决一些经典计算机的大难题,比如大数分解、离散对数计算等。例如,压缩态光场被应用于解决高斯玻色采样这一经典计算难题。与单光子态相比,压缩态光场的光子数分布本身的多样性进一步增强了高斯玻色采样的量子计算优势。

5.子密钥分发(QKD)
量子密钥分布利用了被压缩光对光子损失的敏感性以及其量子随机性。这里,这种方法是将两束压缩激光束重叠在平衡分束器上。两束输出的测量是私有的(量子随机)和相关的(纠缠的)。
量子传感是成熟的应用领域。GEO600在2012年至2015年的“天文观察”观测中,通过压缩光实现了更高的测量灵敏度。自2019年以来,LIGO和Virgo通过压缩光测量了具有更好信噪比的引力波信号。当进一步提升光强或功率过于困难时,压缩激光会提高测量灵敏度。6分贝的压缩光能提升信噪比,就像你把光功率增加四倍一样。10 dB的压缩光就像光输出增加了十倍。如果你的生物样本无法承受激光光,压缩激光可能是个选择。如果你因为需要激光安全措施而犹豫是否要增加光输出,压缩光也可以作为一个选择。
苏黎世联邦理工学院的卢卡斯·诺沃特尼教授和马丁·弗里默博士博士
苏黎世联邦理工学院的Lukas Novotny教授和PD Martin Frimmer博士是量子光力学领域的顶尖专家,正在进行实验,研究被光学陷阱捕获的悬浮纳米哑铃。这些粒子的旋转运动深受真空涨落的影响。压缩光可用于控制这种影响,并可能利用悬浮粒子作为扭矩换能器,提供超越标准量子极限的测量途径。ETH团队拥有研究悬浮纳米哑铃的实验专业知识和技术,但缺乏压缩光态的源。当时位于汉堡大学的 Noisy Labs 团队联合合作,提供了一种压缩光源,并集成在苏黎世的设备中。目前正在进行实验,数据处理也在进行中。克劳斯塔尔理工大学克里斯蒂安·伦贝教授博士
对我来说,看到纠缠与测量噪声的相互作用总是令人印象深刻。这是一种魔法。我很高兴我们有幸拥有大师级魔法师作为我们的研究伙伴。 Christiam Rembe教授是激光多普勒振动测量领域的知名专家。该技术在业界已被广泛采用,用于测量各种物体的振动,从微微电系统(MEMS)、微型悬臂到汽车门甚至桥梁。这些设备通常在1550纳米波段工作,眼睛安全至关重要,因此最大光功率限制在10毫瓦,限制了测量中可实现的信噪比。 为了突破这些限制,Rembe教授及其团队与汉堡大学及噪声实验室联合创始人共同将光整合进激光多普勒振动计,证明这些量子态也有助于完善成熟的技术平台。法比奥·斯基亚里诺教授,罗马萨皮恩扎大学
多亏了 Noisy Labs 团队的及时且宝贵的支持,我们得以进入连续变量(CV)光子学量子信息处理领域。我们现在准备在CV量子计量领域取得首批成果。没有他们的贡献,这一切都无法实现。” 法比奥·斯基亚里诺教授博士领导罗马拉萨皮恩扎大学的量子计量学工作。他手中有一个专门针对此优化的传统激光系统,因此需要专用的压缩光源进行实验。噪声实验室团队在汉堡大学工作期间,与法比奥·斯卡里诺教授的团队合作,于2022年和2023年为他的实验工作提供了专用设备。如今,Sciarrino 教授的实验室拥有产生和检测>9dB压缩光所需的一切设备,并正在进行首批实验和发表。展示全部 
产品标签:Squeeze Laser, 压缩激光,压缩态,挤压激光器,Noisy Labs,压缩态光,光子对源