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《国家科学院院刊》
科学家在光学中生成大光子数福克态和压缩态
美国麻省理工学院物理学教授Marin Soljai研究团队利用连续介质中具有非线性束缚态的系统，在光学中生成了大光子数福克态和压缩态。相关成果近日发表于美国《国家科学院院刊》。
该研究团队预测了非线性光学中存在一种效应，该效应能在任意频率下确定性地生成大光子数福克态。这种效应被称为连续介质中的n光子束缚态，即当共振内部存在精确的光子数n时，光子共振（如空腔模式）变为无损状态。通过解析理论和数值模拟，研究人员证明了这些束缚态能引起一个重要的现象，即当一个相干光被注入到支持这种束缚态的系统中时，它可以自发演化成一个可控光子数的福克态。这种效应也可直接用于生成光的（高度）压缩态，其光子数涨落比经典物理学（如散粒噪声）预期值要低得多。
为了验证实验所预测的效应，研究团队提出了一些非线性纳米光子系统的实例，展示了生成大光子数n（n>10）以及更多高度压缩的宏观光子态，其噪声比经典散粒噪声值（10dB）低90%以上。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1073/pnas.2219208120
