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1，研究背景：精密相位测量在光学测量中,由于受到电磁场真空起伏引起的量子噪声的影响,待测量的测量精度存在一个标准量子极限(standard quantum limit, SQL),即利用经典光源进行测量所能达到的最大测量精度。
理论和实验研究表明,利用正交分量噪声起伏低于散粒噪声基准(shot noise level, SNL)的压缩态光场可实现突破SQL的量子精密测量。
1981年, Caves在理论上提出将压缩态光场注入激光干涉仪的真空通道可以实现突破SQL的相位测量。
1987年,Xiao等在实验上把压缩态光场注入激光干涉仪用于相位测量,将测量的信噪比(signal noise ratio, SNR)提高了3dB。
随后利用压缩态光场也实现了对光的偏振、磁场、空间位移等物理量的量子精密测量。
在上述研究工作中,所用的压缩态光场的分析频率都在MHz。
但在位移测量、压力传感以及引力波探测等精密测量中,压缩态光场的分析频率需要位于kHz、甚至Hz量级。
近年来随着低频段压缩态光场产生技术的发展,低频段的量子增强型精密测量也有所突破。
2017年,闫子华等人把压缩态光场注入自由空间的马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI),在19kHz频率处将相位测量的SNR提高了3dB。
由于光纤干涉仪具有结构灵巧、抗干扰能力强、可高度集成等优点,基于光纤干涉仪的突破SQL的量子精密测量也引起人们的广泛关注。
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