近日，中国科学院国家授时中心张首刚研究员和董瑞芳研究员带领的科研团队成功实现了多横模压缩光学频率梳的实验制备。

研究团队展示了基于I类参量下转换过程(PDC)在古伊相位补偿的同步泵浦光学参量振荡器(SPOPO)中生成两个横向模式的量子频率梳。实验测得HG₁₀和HG₀₁模式的压缩水平分别为-1dB和-0.77dB。通过测量SPOPO腔输出场在横向一阶HG模式不同方向的压缩水平，团队确认了一步生成多横向模式压缩频率梳的可能。此外，基于HG₁₀和HG₀₁模式的正交振幅压缩和HG与LG模式之间的转化关系，研究还展示了两个一阶LG模式和之间的正交纠缠。根据不可分判据，实验结果显示不可分值为1.45±0.01，低于2，从而证实了这种纠缠的存在。

这项工作不仅增加了模式的复用，而且有望在多个自由度上同时复用量子资源。这为实现空间多模式量子频率梳奠定了基础，并为生成大规模量子网络铺平了道路。 

研究成果发表在学术期刊 Optics Express. 

图1.多横模压缩光学频率梳实验装置图

图 2. (a) 多个一阶HG横向模式的压缩与反压缩水平。洋红色和绿色的点代表压缩和反压缩的实验值，蓝色和红色的线是相应的模拟曲线。 (b) 不同一阶HG模式的压缩与反压缩因子的乘积。