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系統識別號 U0026-2507201919531400
論文名稱(中文) 單光子同調態的量子斷層掃描
論文名稱(英文) Quantum tomography of single photon coherent states
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 物理學系
系所名稱(英) Department of Physics
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生(中文) 蔡善宇
研究生(英文) Shan-Yu Cai
學號 L26064161
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 65頁
口試委員 指導教授-陳泳帆
口試委員-陳應誠
口試委員-管培辰
中文關鍵字 量子態斷層掃描  維格納函數  平衡零差偵測 
英文關鍵字 Quantum state tomography  Wigner function  Balanced homodyne detection 
學科別分類
中文摘要 在本論文中,我們使用平衡零差檢測(balanced homodyne detection)來執行單光子同調態的量子斷層掃描。我們分別使用雷登反轉換(Radon inverse transformation)和最大似然法(maximum likelihood estimation)來獲得光子的維格納(Wigner) 函數。
在當前實驗系統下,我們利用最大似然法可以得到最小半高半徑為0.73 的維格納(Wigner) 函數,與理論值的差異只有3.25%。
英文摘要 In this thesis, we use the balanced homodyne detection to perform a quantum tomography of single-photon coherent states. We respectively use the Radon inverse transformation and the maximum likelihood estimation to obtain the Wigner function of the photon. Under the optimization of the current experimental system, we obtain a Wigner function with a minimum half-height radius of 0.73 by using the maximum likelihood estimation. Only 3.25% of the difference from the theoretical value.
論文目次 摘要i
英文延伸摘要ii
誌謝vi
目錄vii
表格ix
圖片x
第1 章.緒論1
1.1.介紹..............1
1.2.動機..............1
第2 章.理論模型2
2.1.維格納函數............2
2.1.1.密度矩陣...........2
2.1.2.維格納函數..........4
2.1.3.同調態的維格納函數........8
2.2.量子斷層掃描............11
2.3.平衡零差偵測系統..........13
2.3.1.分光鏡............13
2.3.2.平衡零差偵測系統..........15
2.4.還原維格納函數的方法.........18
2.4.1.雷登反轉換..........18
2.4.2.最大似然法..........23
第3 章.實驗系統31
3.1.實驗架設.............31
3.2.偏振片............33
3.3.實驗參數.............37
3.4.實驗方法.............38
第4 章.實驗結果41
4.1.實驗項目.............41
4.1.1.平衡偵測器及兩台偵測器........41
4.1.2.偵測器增益選擇.........44
4.1.3.雷射鎖頻...........48
4.1.4.偏振片............49
4.1.5.中性密度濾光片(ND filter) 衰減率.......50
4.1.6.偵測器使用光纖.........51
vii
4.2.實驗結果與分析...........53
4.2.1.半高半徑...........53
4.2.2.最高點與原點距離..........58
4.2.3.比較單光子在不同重建維格納函數方法的結果....60
第5 章.結論63
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