连续变量多模纠缠

• 通过具有轨道角动量的二类光学参量过程，有效弥补了非线性晶体对高阶横模HG01和HG10的像散效应，实现了不同偏振的HG01和HG10模在腔中同时共振，基于像散补偿后的单个II类相位匹配的光学参量振荡器，实验上产生了不同空间模式的两对连续变量纠缠态
• 首次获得了同时具有自旋和轨道角动量纠缠的连续变量超纠缠态，纠缠度为0.7dB。

轨道角动量态的直接测量

• 提出并在实验上演示了一种结合非对称马赫增德干涉仪和道威棱镜的轨道斯托克斯参量的直接测量方案，由于无需本地光，在长距离量子信息传递中具有一定的优势。

连续变量空间GHZ纠缠态

• 实验上制备了连续变量超纠缠态，实现了两个维度（偏振和轨动角动量）的同时纠缠；在单个光学腔中产生了多模GHZ纠缠态

高阶模式纠缠增强

• 利用优化的泵浦模式提高了高阶模式的纠缠度，为高阶多模纠缠及高维纠缠提供了优质的非经典光源。

超越标准量子极限的转角测量

• 利用轨道角动量压缩光实现了超越标准量子极限的转角测量，测量精度提高了1.4倍。

超越标准量子极限的小位移测量

• 采用国际上普遍方法，即量子噪声低于散粒噪声极限的空间压缩光，实现了超越经典极限的光束的横向小位移量子测量，其最小可测量为0.99 Å，达到了国际水平

基于高阶模式的小位移与倾角测量

• 提出了基于高阶厄米高斯模式的位移测量方案，理论上证明了测量精度随着模式阶数增高而提高。实验上利用TEM10模作为信号光进行了空间小位移的测量，其测量精度较TEM00提高了1.41倍

• 利用优化的本地光场，实现了高阶模Cramer-Rao bound极限的位移与倾角测量。

低频（声频）信号测量

• 提出了采用通常的宽带压缩态光场与双频激光相结合的方法，将高频量子噪声转移到低频，利用压缩态光场的高频纠缠边带进行低频信号的亚散粒噪声测量。
  

• 实验上产生了7dB的20kHz的低频压缩光，实现了超越标准量子极限3dB的低频信号测量。
  

时域多模飞秒压缩以及时域测量

• 采用锁模飞秒脉冲光泵浦同步泵浦光学参量振荡器产生了具有正交压缩的脉冲光场；进一步利用脉冲整形系统产生了时域超模本地光场，通过平衡零拍探测，测量了同步泵浦光学参量振荡器产生的各阶超模压缩。这种时域多模非经典光场可用于产生紧凑、大尺度的多模纠缠态，可应用于量子传递与量子计算中。

波粒二象性与量子不确性关系的测量

• 国际上首次研究了从纯态到混合态的波粒二象性和量子不确定性之间的关系，并分析了波动性与粒子性的变化关系。

高阶波粒二象性

• 研究了双光子情况下的高阶波粒二象性与量子不确定性的关系。
• 在单光子纯态与混合态测量基础上，进一步在多光子情况下，引入高阶可见度和高阶不可区分性两个新的算符，研究了双光子情形下一阶和二阶的波粒二象性关系，扩展了光的波粒二象性关系