自觉参量下变频（SPDC）是量子光学的基石，能发生具有特殊特征的纠缠光子对。其中一个特征是色散抵消，它展现了纠缠怎样减轻光在穿过质料时通常会发生的扭曲效应。这种征象在 20 世纪 90 年月初首ci被探索出来，它既为量子力学提供了基本看法，也为量子手艺提供了现实应用。在这篇文章中，不朽qing缘mg将讨论色散怎样影响光、纠缠怎样抵消色散以及影响不朽qing缘mg明确的关jian实验。

经典色散：光的扩散征象

经典光的短脉冲在真空中撒播时，会保持其紧凑的形状。然而，在玻璃等质料中撒播时，会发生一种称为色散的征象。在质料中，折射率随波长转变，n≈n0+β（λ-λ0 ），其中 β 是参考波长 λ_0 时的色散系数，从而导致差异波长的光以差异的速率撒播。由于短脉冲由一系列波长组成（由于其傅立叶因素），因此每个分量都以各自的速率撒播。因此，脉冲会随着时间的推移而变宽。

在正常色散的质料中，波长较长（频率较低）的脉冲移动速率较快，而在反常色散的质料中，波长较短（频率较高）的脉冲移动速率较快。无论哪种qing况，效果都是一样的：最初尖锐的脉冲扩散开来，失去了紧凑的时间轮廓。这种效应给需要准确准时或短脉冲的应用带来了挑战。

弗朗森非局部色散消除法

图 1 - 在 SPDC 中，一个 “蓝色 ”泵浦光子破碎成两个 “红色 ”光子。虽然两个红色光子的频率纷歧定相等，但由于能量守恒，它们必须与泵浦光束的频率相加。

1992 年，J.D. Franson 提出了一个有趣的实验（图 2a）。他建议让每个光子通过差异的色散介质--一种是正常色散，另一种是反常色散--然后丈量它们的配合到达时间。通常，人们可能会以为色散会扩大每个光子的波包，从而发生更宽的相关曲线。令人惊讶的是，弗朗森发现，当色散的符号相反时，拓宽就会抵消。相关性仍然和没有色散时一样窄！

这种效应源于光子对的纠缠特征。双光子团结状态确保了一个光子所履历的色散被其孪生光子的色散准确抵消，这种征象被形貌为非局部征象，由于光子不需要直接相互作用，而且两个探测器可能相距甚远。虽然这一实验的经典类似物已经存在，但这种抵消凸显了与纠缠相关的显着量子特征，由于光子各自的畸变只有通过它们的共享状态才气协调。

图 2. (a) Franson 色散消除装置，两个纠缠光子通过差异的色散介质 β_1、β_2 撒播，并通过单光子探测器 D1 和 D2 丈量，这两个探测器可能相距很远。(b) 斯坦伯名堂域色散消除装置，其中只有一个光子通过色散介质和可变延迟撒播，然后两个光子在虹欧-曼德尔干预干与仪中团结。

斯坦伯名堂部色散消除法

在弗朗森的事情之后不久，艾弗莱姆-斯坦伯格及其同事提出了一种增补要领。在他们的实验中，只有一个纠缠光子通过色散介质，而另一个光子则自由移动。然后，光子在弘欧芒德（HOM）干预干与仪的分束器上重合（图 2b），由于破损性干预干与，相同的光子在重合ci数上体现出特征性的下降。详细来说，若是两个无法区分的光子同时到达分束器，它们将从统一个输出端口输出，从而镌汰重合ci数并发生 HOM 凹陷。

同样，人们可能会预推测，色散会拉伸受影响光子的波包，从而镌汰与其孪生光子的重叠，并扩大 HOM 波倾。然而，斯坦伯格的研究批注，gai波段仍然很窄，基本上不受色散的影响。这是由于双光子在通太过束器的可能路径上的振幅会发生干预干与，从而抵消了色散的影响。值得注重的是，这个装置还提供了实验证据，证实单光子以其群速率（即波包峰值的速率）穿过质料，解决了其时光子撒播研究中的一个争议点。

1990 年月以来的生长

自这些开创性的实验以来，色散消除已在多种配景下获得探索。弗朗森效应已通过多种丈量要领获得证实，色散抵消的看法也已扩展到马赫-泽恩义干预干与仪和光腔等系统。它还被推广到三光子甚至多光子态，以及自力光子。这些希望凸显了 SPDC 发生的光子的多功效性及其在量子光学研究中的适用性。

影响和应用

色散抵消说明晰纠缠怎样能够保持量子态的完整性，抵御物质引起的畸变。这一特征对于量子通讯和量子成像都很是主要，前者对准确计时至关主要，尔后者则需要保持窄相关性以提高分辨率。不朽qing缘mg专门从事非线性晶体，为研究人yuan提供了探索和使用这些效应的工具。