К теории квантовых флуктуаций в волоконных лазерах с синхронизацией мод

Abstract

Квантовые флуктуации излучения лазеров определяют их предельные характеристики (ширину линии излучения и уровень флуктуаций интенсивности), а также возможность их использования.Квантовая теория одночастотных лазеров хорошо известна [1], и предсказывает ширину линии генерации, статистику фотонов ниже и выше порога генерации.В то же время, большой интерес вызывают применения лазеров, генерирующих короткие световые импульсы за счет различных схем синхронизации продольных мод, и изучение квантовых флуктуаций в таких лазерах представляет собой важную задачу.В волоконных лазерах с синхронизацией мод, распространение световых импульсов имеет особенности, связанные с нелинейностью и дисперсией волокна, которые проявляются в квантовых флуктуациях распространяющихся импульсов [2], сжатии флуктуаций интенсивности и квантовой запутанности солитонных импульсов [3].Квантовая запутанность является основой ряда протоколов для передачи информации [4] и квантовой сенсорики [5].Критерий запутанности для световых импульсов может быть получен как информация Шмидта 1-κ [6], которая выражается через параметр Шмидта где с i -коэффициенты в разложении Шмидта: где | Ψ -вектор состояния сложной системы, выражающийся как сумма произведений базисных векторов отдельных подсистем 1 и 2 с коэффициентами c i удовлетворяющих условию нормировки Рис1.Значения параметра Шмидта κ от параметров интенсивности двух солитонных импульсов, где |ɑ 1,2 | 2 =n 1,2 -число квантов в импульсе, значения κ показаны на соответствующих кривых уровня.