该课题组展开了根据二阶非线性的相位活络光参量扩大器(PSA)相关研讨。PSA以其在扩大进程中不引进新的噪声的独有特性，可完成对弱小信号无噪扩大，有望助力光学精细丈量技能完成新的打破。

  近来，西安光机所瞬态光学与光子技能国家要点实验室非线性光学及运用课题组在亚散粒噪声精细丈量范畴研讨获得重要开展，相关效果以“Tolerance enhancement of inefficient detection and frequency detuning by non-perfect phase-sensitive amplification in broadband squeezing-based precision measurement”为题宣布在世界闻名光学期刊Journal of the Optical Society of America B，并被选为Editor`s Pick(修改精选)文章。(Editors Picks serve to highlight articles with excellent scientific quality and are representative of the work taking place in a specific field.)

  规范量子极限是经典丈量技能所能到达的最小丈量极限。跟着引力波等弱小信号勘探需求的增加，怎么打破规范量子极限完成更高精度丈量是精细丈量范畴的重要科学问题。作为最有用和最有用的量子计量资源之一，紧缩态能使丈量精度打破散粒噪声极限并逼近海森堡极限，可认为精细丈量范畴带来革命性打破。

  但是紧缩态的低鲁棒性约束了它在杂乱环境中的运用，且勘探器的非抱负勘探功率也会导致其量子优势无法足够体现。对此，研讨人员提出运用光参量扩大器(OPA)对弱小信号进行预扩大来战胜由于低勘探功率引起的检测丢失。由于存在量子涨落现象，经典扩大器的扩大进程会伴跟着散粒噪声引进，导致噪声指数NF

  3dB。因而，打破这一固有约束是弱小信号精细丈量亟需处理的要点与难点。

  根据以上要害问题，该课题组展开了根据二阶非线性的相位活络光参量扩大器(PSA)相关研讨。PSA以其在扩大进程中不引进新的噪声的独有特性，可完成对弱小信号无噪扩大，有望助力光学精细丈量技能完成新的打破。

  图1. 根据紧缩态的亚散粒噪声量子丈量计划示意图课题组提出了运用PSA来进步根据宽带紧缩光的弱小信号勘探才能的办法。研讨之后发现，运用宽带紧缩光作为勘探光可进步弱小信号的勘探才能，在勘探器的勘探功率较低时(η0.5)，运用psa预扩大可明显进步由于低勘探功率引起的量子优势衰减，并有用改进紧缩态的低鲁棒性。研讨进一步发现，虽然宽光谱引起的频率失谐会导致非抱负相敏扩大引进少数噪声，但高增益可有用补偿这一退化。相关研讨效果为引力波勘探、量子增强激光雷达、量子成像、量子通讯等范畴的开展供给了要害理论支撑。

  图2. 勘探器检测功率，频率失谐量，紧缩度和相位活络增益等参数对体系量子优势的影响

  西安光机所非线性光学及运用课题组近年来对弱小信号勘探及弱光成像技能进行了深化的研讨并获得必定的打破。运用非线性光学效应能够有用处理弱信号勘探及成像范畴因背景噪声强、勘探器低活络度等要素而导致难以有用勘探辨认弱小信号的技能瓶颈问题，该课题组已构成光学随机共振弱光图画重构技能、中红外上转化高活络勘探技能和相位活络弱信号扩大等要害技能的研讨才能，相关研讨效果近期先后宣布在Optics Express、IEEE Photonics Journal、Nanomaterials、Journal of the Optical Society of America B等世界闻名期刊上，得到了国内外同行专家的认可和活跃的点评。