单光子源不仅是研究光的量子特性的重要资源,也是量子计量和量子信息技术的关键环节。单光子源的质量通常从如下三个方面评价(1)光子统计特性,通常用二阶强度相关函数度量;(2)产生单光子的效率,描述响应请求,发出单光子的概率;(3)不可区分性,描述单光子场的模式。我们利用光纤中四波混频参量过程产生的光子对从理论和实验两方面研究了宣布式单光子的特性。在理论上,我们推导出了宣布式单光子的光子统计特性、宣布效率和关联光子源参数之间的解析表达式,并分析了单光子源的三个评价指标之间的内在关系,指出同时优化三个指标的困难和途径。在实验上,首先利用光子对标定了单光子探测器量子效率;在此基础上利用零色散位移光纤和高非线性光纤产生了宣布式单光子;并且,在光子对和泵浦光带宽设置不同的情况下,测量了单光子的宣布效率,以及二阶强度关联函数和亮度之间的关系,实验结果与理论分析一致。此外,我们还实验演示了高相干性单光子和热场之间的量子干涉。
英文主题词single photon; spontaneous four wave mixing; fiber.