闫子华 孙恒信 蔡春晓 马龙 刘奎郜江瑞

(山西大学光电研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室,极端光学协同创新中心,太原 030006)

基于低频压缩光的声频信号测量∗

闫子华 孙恒信 蔡春晓 马龙 刘奎†郜江瑞

(山西大学光电研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室,极端光学协同创新中心,太原 030006)

(2017年1月17日收到;2017年4月8日收到修改稿)

低频信号测量在引力波探测、生物成像及磁场测量等方面具有重要的应用价值.本文利用非简并光学参量放大器获得了低频压缩态光场,在频率19 kHz处直接测到的压缩度为(7.1±0.1)dB;将产生的正交位相压缩态光场注入到马赫-曾德尔干涉仪中,实现了超越散粒噪声极限(3.0±0.4)dB的声频相位信号的测量.本实验的开展为低频压缩光的产生及基于低频压缩光的声频信号测量提供了一定技术支撑,并且此技术有望扩展到磁场、空间小位移等其他物理量的量子精密测量方案中.

低频压缩,马赫-曾德尔干涉仪,声频信号测量

1 引言

精密测量物理作为物理学中极其重要的学科,提供了新的测试手段和研究方法,其作用已深入到我们生活的各个领域.测量精度的提升推动着技术的革新和科学前沿的快速发展,揭示出新的物理规律和现象,其中光学精密测量又是重要的组成部分.随着测量技术的发展,测量精度主要受限于探针光源噪声.基于经典探针光场的测量过程,测量精度受到标准量子极限的限制;而通……