平衡零拍探測器的研制

1、山西大學2 0 1 2 屆碩士學位論文平衡零拍探測器的研制作者姓名 王金晶指導教師 賈曉軍副教授彭墊墀教授學科專業(yè) 光學工程研究方向 量子光學培養(yǎng)單位 量子光學與光量子器件國家重點實驗室光電研究所學習年限 2 0 0 9 年9 月至2 0 1 2 年6 月二O 一二年六月中文摘要中文摘要量子噪聲普遍存在于物理世界之中，同光場的經(jīng)典噪聲不同，量子噪聲在物理上無法消除，這是由量子力學基本原理的限定所導致的結(jié)果。如何突破量子噪聲的限制，成為量

2、子光學研究領(lǐng)域的重點和難點。近二十年來的實驗研究證明，光場壓縮態(tài)正好能夠克服和突破標準量子極限，因此研究壓縮態(tài)的一個首要任務便是如何對其進行探測。平衡零拍探測是探測壓縮態(tài)光場量子噪聲的重要技術(shù)手段。在以往的探測系統(tǒng)中需要使用一對性能對稱的光電探測器，首先必須挑選性能對稱的電子元器件，這就使得制作一對完全對稱的平衡零拍探測器十分困難。受基爾霍夫電流定律的啟發(fā)，我們設計并制作了新型的平衡零拍探測器，該探測器通過串聯(lián)兩光電二極管的辦法獲取電流

3、差信號，避免了制作一對對稱探測器的工作，同時提高了探測系統(tǒng)的共模抑制比。本文在介紹光場壓縮態(tài)的相關(guān)理論知識之后，結(jié)合半導體電子學相關(guān)知識闡述了平衡零拍探測器的設計原理、設計結(jié)構(gòu)并測試了探測器的性能。測試結(jié)果表明，該探測器在2 M H z 的調(diào)制頻率下共模抑制比達到3 9 d B ，飽和光功率1 8 m W ，并且擁有良好的交、直流線性增益特性，這些指標臺v , 4 E 1 好滿足量子光學實驗對于平衡零拍探測器的要求。關(guān)鍵詞量子噪聲；共模