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基于低频压缩光的声频信号测量
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O431[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构: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
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61405108,11674205,11604189)、国家自然科学基金重点项目(批准号:91536222)、国家重点研发计划(批准号:2016YFA0301404)、国家高技术研究发展计划(批准号:2015AA8112008)和山西省高校科技创新项目(批准号:20151031资助的课题.
中文摘要:

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19kHz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.

英文摘要:

Measurement of audio signal plays a significant role in many applications, such as gravitational wave detection, bio- particle imaging and magnetometer. In this paper, low-frequency squeezed light is generated by a non-degenerate optical parametric amplifier. In order to avoid the effect of injected light on low-frequency squeezing, an auxiliary laser is used to lock the length of non-degenerate optical parametric amplifier and a method of locking quantum noise is employed to lock the phase between the local light and the squeezed light. By isolating the vibration noises at low-frequency and reducing back action of parasitic interference, the squeezing of (7.1~0.1) dB takes place at 19 kHz. Then the squeezed light is injected into the Mach-Zehnder interferometer to measure an audio signal which drives a piezoelectric transducer to generate a small phase variation between two arms of Mach-Zehnder interferometer. According to the low-frequency squeezing, we realize experimentally the measurement of phase signal at audio frequency which exceeds the shot-noise limit of (3.04-0.4) dB. The experiment provides technical supports for the generation of low-frequency squeezed light and the measurement of audio signal. Furthermore it can be extended to other quantum measurements, such as high-precision magnetometer and measurement of small-displacement.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876