【时  间】2024年9月27日（周五）15:30

【地  点】量子院526报告厅

【主  持】杨仁福  量子院原子系综精密测量团队负责人，研究员

【题  目】基于时间-光谱量子相关性的中红外单光子上转换光谱

【摘  要】光中红外波段（MIR）与高分子的振动或旋转跃迁的固有特性有关。MIR 光谱是现代研究的使能工具，在生化研究、临床医学和材料研究等领域具有重要应用。一般的MIR 探测器噪声水平比较高。通过频率上转换，采用强泵浦光将微弱的 MIR 光子上转换到近红外或可见光波长，成为一种高灵敏、底噪声的探测方案。不过，当采用短波长泵浦方法时，来自泵浦场的大量寄生噪声会出现，然后转换为与上转换光子相同的波长，这使得超灵敏的宽带 MIR 光谱极具挑战性。为了解决这些问题，我们报道了一种基于单光子灵敏度的时间-光谱量子相关性的 MIR 频率上转换光谱。双光子态的独特量子特性为非破坏性和稳健的单光子级 MIR 光谱铺平了道路。与传统的 MIR 上转换光谱相比，上转换光子和预示光子继承的时间相关性大大降低了噪声影响，提高了灵敏度。在实验中，MIR 光子跨越 3.14-3.80 μm 的波长范围，导致光谱检测窗口大于 660 nm。即使上转换过程中的泵浦感应噪声过大以淹没上转换光子，也可以以每脉冲 0.09 个平均光子的入射 MIR 光子通量实现超灵敏的 MIR 上转换量子光谱。

参考文献：

[1] D. A. Kalashnikov, Z. Pan, A. I. Kuznetsov, and L. A. Krivitsky, Phys. Rev. X 4 (1), 011049 (2014).

[2] Y. Cai, Y. Chen, X. Xin, K. Huang, and E. Wu, Photon. Res. 10 (11), 2614 (2022).

[3] Y. Chen, Y. Cai, X. Xin, X. Wang, K. Huang, and E. Wu, Appl. Phys. Lett. 122 (4), 041103 (2023).

【报告人简介】武愕，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室教授、博士生导师。研究领域，单光子产生、单光子频率操控及应用。民进中央青年工作委员会委员，民进华东师范大学委员会委员。上海市科创启明星协会理事，中国激光青年编委会青年编委。曾任华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室副主任(2011-2016)，华东师范大学物理与材料科学学院副院长(2016-2019)，现任华东师范大学-阿尔伯塔大学先进科学与技术联合研究院执行院长 (2018-至今)。担任上海市妇联第十五届、第十六届执委，上海市普陀区第十六届人大代表、民进上海市第十七届委员会青年工作委员会副主任、中国科协第十次全国代表大会代表、民进中央第十四届、第十五届青年工作委员会委员。曾获饶毓泰基础光学奖优秀奖、全国青少年科技创新奖、上海市青少年科技创新市长奖、上海市研究生优秀成果奖(博士学位论文)。并获得上海市新长征突击手、上海市三八红旗手、上海市教卫系统三八红旗手等荣誉称号。至今发表SCI论文100余篇，引用累计5000余次，被国家自然科学基金委中德科学中心遴选作为优秀青年学者代表赴德国林岛参加与诺贝尔奖得主交流大会，入选国家自然科学基金优秀青年、上海市科技启明星、上海市曙光学者等人才项目。