RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2023

 / 

Апрель

←  →

Обзоры актуальных проблем


Корреляции фотонов и свойства неклассических оптических полей в состоянии сжатого вакуума

†  а, б, ‡  а, б
а Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация
б Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация

Обсуждаются пространственные и спектральные свойства электромагнитных полей, находящихся в состоянии сжатого вакуума, а также корреляции фотонов в таких полях. Основное внимание уделено яркому сжатому вакууму с большим средним числом фотонов на моду и многомодовой структурой как по пространству, так и по частоте. Рассматривается основанный на введении независимых мод Шмидта и фотонных операторов в них теоретический подход, позволяющий аналитически корректно описывать любые характеристики сжатого поля, включая корреляции фотонов, и хорошо согласующийся с экспериментом. Представлены методы управления модовым составом, сжатием и запутанностью фотонов генерируемого сжатого света, включая схему нелинейного интерферометра, проанализированы их преимущества и прикладные возможности. Обсуждаются прикладные задачи, реализуемые на основе сжатых неклассических состояний: измерение дисперсионных характеристик сред в терагерцевом диапазоне частот и регистрация с высокой точностью малых фазовых и угловых возмущений на основе корреляций между фотонами.

Текст: pdf (Полный текст предоставляется по подписке)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2022.04.039181
Ключевые слова: квантовая оптика, многофотонные сжатые состояния света, неклассические электромагнитные поля, корреляции фотонов, моды Шмидта, перепутывание фотонов, высокоточные квантовые измерения
PACS: 42.50.Dv, 42.65.Lm, 42.65.Yj (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2022.04.039181
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2023/4/c/
001099929700002
2-s2.0-85177081213
2023PhyU...66..381Z
Цитата: Захаров Р В, Тихонова О В "Корреляции фотонов и свойства неклассических оптических полей в состоянии сжатого вакуума" УФН 193 406–436 (2023)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 26 августа 2021, доработана: 13 апреля 2022, 15 апреля 2022

English citation: Zakharov R V, Tikhonova O V “Photon correlations and features of nonclassical optical fields in a squeezed vacuum state” Phys. Usp. 66 381–409 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2022.04.039181

Список литературы (167) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (2) Похожие статьи (20)

  1. Клышко Д Н Фотоны и нелинейная оптика (М.: Наука, 1980); Пер. на англ. яз., Photons and Nonlinear Optics (New York: Gordon and Breach, 1988)
  2. Belinsky A V, Klyshko D N Laser Phys. 4 663 (1994)
  3. Клышко Д Н ЖЭТФ 83 1313 (1982); Klyshko D N Sov. Phys. JETP 56 753 (1982)
  4. Клышко Д Н Письма в ЖЭТФ 6 490 (1967); Klyshko D N JETP Lett. 6 23 (1967)
  5. Ахманов С А и др Письма в ЖЭТФ 6 575 (1967); Akhmanov S A et al JETP Lett. 6 85 (1967)
  6. Harris S E, Oshman M K, Byer R L Phys. Rev. Lett. 18 732 (1967)
  7. Magde D, Mahr H Phys. Rev. Lett. 18 905 (1967)
  8. Зельдович Б Я, Клышко Д Н Письма в ЖЭТФ 9 69 (1969); Zel'dovich B Ya, Klyshko D N JETP Lett. 9 40 (1969)
  9. Burnham D C, Weinberg D L Phys. Rev. Lett. 25 84 (1970)
  10. Кривицкий Л А и др ЖЭТФ 124 943 (2003); Krivitskii L A et al J. Exp. Theor. Phys. 97 846 (2003)
  11. Molina-Terriza G, Torres J P, Torner L Phys. Rev. Lett. 88 013601 (2002)
  12. Vaziri A et al Phys. Rev. Lett. 88 227902 (2003)
  13. Langford N K et al Phys. Rev. Lett. 93 053601 (2004)
  14. Bogdanov Yu I et al Phys. Rev. Lett. 93 230503 (2004)
  15. Neves L et al Phys. Rev. Lett. 94 100501 (2005)
  16. O'Sullivan-Hale M N et al Phys. Rev. Lett. 94 220501 (2005)
  17. Fedorov M V et al Phys. Rev. Lett. 99 063901 (2007)
  18. D'Ariano G M, Mataloni P, Sacchi M F Phys. Rev. A 71 062337 (2005)
  19. Moreva E et al Phys. Rev. Lett. 97 023602 (2006)
  20. Bogdanov Yu I et al Phys. Rev. A 73 063810 (2006)
  21. Baek S-Y et al Phys. Rev. A 78 042321 (2008)
  22. Fedorov M V et al Phys. Rev. A 77 032336 (2008)
  23. Fedorov M V et al New J. Phys. 13 083004 (2011)
  24. Федоров М В, Волков П А, Михайлова Ю М ЖЭТФ 142 20 (2012); Fedorov M V, Volkov P A, Mikhailova J M J. Exp. Theor. Phys. 115 15 (2012)
  25. Saygin M Yu, Chirkin A S, Kolobov M I J. Opt. Soc. Am. B 29 2090 (2012)
  26. Wooters W K Phys. Rev. Lett. 80 2245 (1998)
  27. Vidal G, Werner R F Phys. Rev. A 65 032314 (2002)
  28. Bouwmeester D et al Nature 390 575 (1997)
  29. Kim Y-H, Kulik S P, Shih Y Phys. Rev. Lett. 86 1370 (2001)
  30. Brida G et al Phys. Rev. A 76 053807 (2007)
  31. Shurupov A P et al Europhys. Lett. 87 10008 (2009)
  32. Jack B et al New J. Phys. 11 103024 (2009)
  33. Bogdanov Yu I et al Phys. Rev. Lett. 105 010404 (2010)
  34. Bogdanov Yu I, Kulik S P Laser Phys. Lett. 10 125202 (2013)
  35. Kravtsov K S et al Phys. Rev. A 87 062122 (2013)
  36. Pan J-W et al Rev. Mod. Phys. 84 777 (2012)
  37. Bondani M et al Phys. Rev. A 76 013833 (2007)
  38. Исхаков Т Ш и др Письма в ЖЭТФ 88 757 (2008); Iskhakov T Sh et al JETP Lett. 88 660 (2008)
  39. Chuprina I N, Kalachev A A Phys. Rev. A 100 043843 (2019)
  40. Kalachev A et al Laser Phys. 29 104001 (2019)
  41. Iskhakov T, Chekhova M V, Leuchs G Phys. Rev. Lett. 102 183602 (2009)
  42. Spasibko K Yu, Iskhakov T Sh, Chekhova M V Opt. Express 20 7507 (2012)
  43. Iskhakov T Sh et al Opt. Lett. 37 1919 (2012)
  44. Chekhova M V, Leuchs G, Żukowski M Opt. Commun. 337 27 (2015)
  45. Eibl M et al Phys. Rev. Lett. 90 200403 (2003)
  46. Rädmark M, Zukowski M, Bourennane M Phys. Rev. Lett. 103 150501 (2009)
  47. Stobińska M et al Phys. Rev. A 86 022323 (2012)
  48. Karassiov V P J. Phys. A 26 4345 (1993)
  49. Карасев В П, Масалов A B Оптика и спектроскопия 74 928 (1993); Karassiov V P, Masalov A V Opt. Spectrosc. 74 551 (1993)
  50. Бушев П А и др Оптика и спектроскопия 91 558 (2001); Bushev P A et al Opt. Spectrosc. 91 526 (2001)
  51. Brida G et al Opt. Express 18 20572 (2010)
  52. Brida G, Genovese M, Ruo Berchera I Nat. Photon. 4 227 (2010)
  53. Lopaeva E D et al Phys. Rev. Lett. 110 153603 (2013)
  54. Kolobov M I Quantum Imaging (New York: Springer, 2007); Пер. на русск. яз., Колобов М И (Ред.) Квантовое изображение (Пер. с англ. Т Ю Голубевой, под ред. А С Чиркина) (М.: Физматлит, 2009)
  55. Magnitskiy S, Agapov D, Chirkin A Opt. Lett. 47 754 (2022)
  56. Khalili F et al Phys. Rev. Lett. 105 070403 (2010)
  57. Anderson B E et al Optica 4 752 (2017)
  58. Gong Q-K et al Phys. Rev. A 96 033809 (2017)
  59. Manceau M et al Phys. Rev. Lett. 119 223604 (2017)
  60. Manceau M, Khalili F Ya, Chekhova M New J. Phys. 19 013014 (2017)
  61. Knyazev E et al New J. Phys. 20 013005 (2018)
  62. Knyazev E, Khalili F Ya, Chekhova M V Opt. Express 27 7868 (2019)
  63. Shaked Y et al Nat. Commun. 9 609 (2018)
  64. Mikhailova Yu M, Volkov P A, Fedorov M V Phys. Rev. A 78 062327 (2008)
  65. Fedorov M V, Mikhailova Yu M, Volkov P A J. Phys. B 42 175503 (2009)
  66. Chekhova M V, Fedorov M V J. Phys. B 46 095502 (2013)
  67. Fedorov M V, Miklin N I Contemp. Phys. 55 94 (2014)
  68. Fedorov M V Phys. Rev. A 93 033830 (2016)
  69. Fedorov M V et al Phys. Rev. A 98 013850 (2018)
  70. Fedorov M V Phys. Rev. A 97 012319 (2018)
  71. Wasilewski W et al Phys. Rev. A 73 063819 (2006)
  72. Christ A et al New J. Phys. 15 053038 (2013)
  73. Eckstein A, Brecht B, Silberhorn Ch Opt. Express 19 13770 (2011)
  74. Brambilla E et al Phys. Rev. A 69 023802 (2004)
  75. Brambilla E et al Phys. Rev. A 77 053807 (2008)
  76. Brambilla E et al Phys. Rev. A 82 013835 (2010)
  77. Rubin M H Phys. Rev. A 54 5349 (1996)
  78. Wang L J, Hong C K, Friberg S R J. Opt. B 3 346 (2001)
  79. Pérez A M et al Laser Phys. Lett. 10 125201 (2013)
  80. Cavanna A et al Opt. Express 22 9983 (2014)
  81. Sharapova P et al Phys. Rev. A 91 043816 (2015)
  82. Miatto F M et al Eur. Phys. J. D 66 263 (2012)
  83. Miatto F M, Brougham T, Yao A M Eur. Phys. J. D 66 183 (2012)
  84. Law C K, Eberly J H Phys. Rev. Lett. 92 127903 (2004)
  85. Рытиков Г О, Чехова М В ЖЭТФ 134 1082 (2008); Rytikov G O, Chekhova M V J. Exp. Theor. Phys. 107 923 (2008)
  86. Sharapova P R et al Phys. Rev. A 97 053827 (2018)
  87. Schmidt E Math. Ann. 63 433 (1907); Translated into English with commentary by G W Stewart, http://users.umiacs.umd.edu/~stewart/FHS.pdf
  88. Grobe R, Rzazewski K, Eberly J H J. Phys. B 27 L503 (1994)
  89. Ekert A, Knight P Am. J. Phys. 63 415 (1995)
  90. Law C K, Walmsley I A, Eberly J H Phys. Rev. Lett. 84 5304 (2000)
  91. Fedorov M V et al Phys. Rev. A 72 032110 (2005)
  92. Mercer J Philos. Trans. R. Soc. Lond. A 209 415 (1909)
  93. Beltran L et al J. Opt. 19 044005 (2017)
  94. Dayan B Phys. Rev. A 76 043813 (2007)
  95. Agafonov I N, Chekhova M V, Leuchs G Phys. Rev. A 82 011801 (2010)
  96. Heidmann A et al Phys. Rev. Lett. 59 2555 (1987)
  97. Brida G et al Phys. Rev. Lett. 102 213602 (2009)
  98. Harder G et al Phys. Rev. Lett. 116 143601 (2016)
  99. Agarwal G S Quantum Optics (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2013)
  100. Lvovsky A I "Squeezed light" Photonics Vol. 1 (Ed. D Andrews) (Hoboken, NJ: John Wiley and Sons, 2015) p. 121; Lvovsky A I arXiv:1401.4118
  101. Zakharov R V, Tikhonova O V Laser Phys. Lett. 15 055205 (2018)
  102. Fedorov M V Laser Phys. 29 124006 (2019)
  103. La Volpe L et al Opt. Express 28 12385 (2020)
  104. Treps N et al Phys. Rev. Lett. 88 203601 (2002)
  105. Embrey C S et al Phys. Rev. X 5 031004 (2015)
  106. Frascella G et al Optica 6 1233 (2019)
  107. Sharapova P R et al Phys. Rev. Res. 2 013371 (2020)
  108. Pérez A M et al Opt. Lett. 39 2403 (2014)
  109. Hudelist F et al Nat. Commun. 5 3049 (2014)
  110. Lemieux S et al Phys. Rev. Lett. 117 183601 (2016)
  111. Клышко Д Н ЖЭТФ 105 1574 (1994); Klyshko D N J. Exp. Theor. Phys. 78 848 (1994)
  112. Иванова О А и др Квантовая электроника 36 951 (2006); Ivanova O A et al Quantum Electron. 36 951 (2006)
  113. Frascella G et al Laser Phys. 29 124013 (2019)
  114. Marino A M et al Phys. Rev. Lett. 101 093602 (2008)
  115. Mair А et al Nature 412 313 (2001)
  116. Berkhout G C G et al Phys. Rev. Lett. 105 153601 (2010)
  117. Захаров Р В, Тихонова О В Изв. РАН. Сер. физ. 82 1525 (2018); Zakharov R V, Tikhonova O V Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 82 1388 (2018)
  118. Ma G H et al J. Opt. Soc. Am. B 23 81 (2006)
  119. Китаева Г Х, Пенин А Н, Тучак А Н Оптика и спектроскопия 107 553 (2009); Kitaeva G Kh, Penin A N, Tuchak A N Opt. Spectrosc. 107 521 (2009)
  120. Wang T D et al Opt. Express 16 6471 (2008)
  121. Kornienko V V et al Opt. Lett. 41 4075 (2016)
  122. Kitaeva G Kh et al Opt. Lett. 44 1198 (2019)
  123. Клышко Д Н Квантовая электроника 4 1056 (1977); Klyshko D N Sov. J. Quantum Electron. 7 591 (1977)
  124. Kitaeva G Kh et al Appl. Phys. B 116 929 (2014)
  125. Kitaeva G Kh, Kornienko V V Int. J. Quantum Inf. 15 1740024 (2017)
  126. Kornienko V V et al APL Photon. 3 051704 (2018)
  127. Китаева Г Х, Пенин А Н ЖЭТФ 125 307 (2004); Kitaeva G Kh, Penin A N J. Exp. Theor. Phys. 98 272 (2004)
  128. Kitaeva G Kh et al J. Infrared Millimeter Terahertz Waves 32 1144 (2011)
  129. Kitaeva G Kh Phys. Rev. A 76 043841 (2007)
  130. Kitaeva G Kh et al Phys. Rev. A 98 063844 (2018)
  131. Zakharov R V, Tikhonova O V Laser Phys. 29 124010 (2019)
  132. Kuznetsov K A et al Phys. Rev. A 101 053843 (2020)
  133. Абдуллин У А и др ЖЭТФ 66 1295 (1974); Abdullin U A et al Sov. Phys. JETP 39 633 (1974)
  134. Клышко Д Н ЖЭТФ 104 2676 (1993); Klyshko D N J. Exp. Theor. Phys. 77 222 (1993)
  135. Корыстов Д Ю, Кулик С П, Пенин А Н Квантовая электроника 30 922 (2000); Korystov D Y, Kulik S P, Penin A N Quantum Electron. 30 922 (2000)
  136. Kalashnikov D A et al Nat. Photon. 10 98 (2016)
  137. Rasputnyi A V, Kopylov D A Phys. Rev. A 104 013702 (2021)
  138. Aleksandrovski A L, Chirkin A S, Volkov V V J. Russ. Laser Res. 18 101 (1997)
  139. Дмитриев В Г, Тарасов Л В Прикладная нелинейная оптика 2-е изд., перераб. и доп. (М.: Физматлит, 2004)
  140. Kolobov M I et al J. Opt. 19 054003 (2017)
  141. Pérez A M et al Nat. Commun. 6 7707 (2015)
  142. Kim Y-H, Grice W P Opt. Lett. 30 908 (2005)
  143. Poh H S et al Phys. Rev. A 75 043816 (2007)
  144. Baek S-Y, Kim Y-H Phys. Rev. A 77 043807 (2008)
  145. Spasibko K Yu, Iskhakov T Sh, Chekhova M V Opt. Express 20 7507 (2012)
  146. Iskhakov T Sh et al J. Mod. Opt. 63 64 (2016)
  147. Reddy D V, Raymer M G Opt. Express 25 12952 (2017)
  148. Shahverdi A et al Sci. Rep. 7 6495 (2017)
  149. Brecht B et al New J. Phys. 13 065029 (2011)
  150. Eckstein A, Brecht B, Silberhorn C Opt. Express 19 13770 (2011)
  151. Manurkar P et al Optica 3 1300 (2016)
  152. Allgaier M et al Phys. Rev. A 101 043819 (2020)
  153. Ansari V et al Phys. Rev. A 96 063817 (2017)
  154. Ansari V et al Phys. Rev. Lett. 120 213601 (2018)
  155. Sukharnikov V, Sharapova P, Tikhonova O Opt. Laser Technol. 136 106769 (2021)
  156. Peřina J (Jr.) Phys. Rev. A 92 013833 (2015)
  157. Peřina J (Jr.) Phys. Rev. A 93 013852 (2016)
  158. Peřina J (Jr.) et al Sci. Rep. 6 22320 (2016)
  159. La Volpe L et al Phys. Rev. Appl. 15 024016 (2021)
  160. Schnabel R Phys. Rep. 684 1 (2017)
  161. Ou Z Y Phys. Rev. A 85 023815 (2012)
  162. Anderson B E et al Optica 4 752 (2017)
  163. Yurke B, McCall S L, Klauder J R Phys. Rev. A 33 4033 (1986)
  164. Jha A K et al Phys. Rev. A 83 053829 (2011)
  165. Liu J et al J. Opt. 20 025201 (2018)
  166. Frascella G et al Opt. Lett. 46 2364 (2021)
  167. Spasibko K Yu et al Phys. Rev. Lett. 119 223603 (2017)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение