量子光学学报

　　量子光学学报最新期刊目录

基于里德堡原子的模拟鱼类放电特征信号测量

摘要：本文利用里德堡原子构建光学原子天线，开展鱼类放电特征信号的模拟测量。实验采用级联双光子激发方案制备铯(¹³³Cs)里德堡原子，利用反向共线光路获得消多普勒效应的电磁感应透明（electromagnetically induced transparency, EIT）光谱。电场中的里德堡原子有较强的Stark频移效应，原子能级频移通过单光子频率失谐引起EIT幅度变化。我们优化了...

840 nm激光外腔谐振倍频产生420 nm激光

摘要：本文利用钛宝石激光器输出的840 nm激光，经放置周期极化磷酸氧钛钾（PPKTP）晶体的环形腔谐振倍频，实现了连续单频的420 nm激光输出。为了保证二次谐波输出功率的稳定性，采用传统的Pound-DeverHall（PDH）技术锁定倍频腔。当基频光的功率为575 mW时，倍频产生的420 nm激光输出为333 mW，达到最高的倍频效率57.91%。输出激光光束质量（M²）在...

利用干涉仪高阶光模滤波抑制光束指向噪声

摘要：激光光束的指向噪声对物理量的精密测量、激光材料加工、自由空间远距离光通讯、星载激光对准系统等许多应用场景都有负面影响，抑制光束指向噪声的研究有着重要意义。本文在实验上利用Sagnac干涉仪针对压电陶瓷产生的倾斜指向噪声抑制开展了研究，系统通过高阶模式滤波原理将指向噪声激发的厄米-高斯光模分离。理论上使用传输矩阵进行分析，给出了干涉仪抑制指向噪声的原理及与相关参数的关系。实验上搭建Sagnac干涉仪...

Linear-Quadratic-Gaussian控制实现腔频率锁定仿真研究

摘要：本文考虑了LQG(Linear-Quadratic-Gaussian)控制理论在量子光学中腔锁定问题中的应用。锁定光学腔是指将输入激光频率与腔的谐振频率匹配的过程，将腔的频率稳定在激光频率上，以便于在腔内最大限度地积累能量，使得透射光场最强。激光频率和腔频率之间的误差由“失谐”△表征。本文描述了建立腔体系统的模型，设计了LQG控制器。该控制器已在仿真实验中实现并成功测试

高维量子态对称信息完备正算子值测量的实现

摘要：高维量子态能够增加信息容量，提高抗噪能力，获取高维量子态信息成为量子信息学科的重要研究方向。对称信息完备正算子值测量具有信息完备性和对称性的特点，能够高效获取量子态信息。本文提出基于一维离散时间量子行走实现高维量子态对称信息完备正算子值测量的方案，作为示例实现了四维量子态对称信息完备正算子值测量。该方案能够拓展至任意维度量子系统，易于在物理系统中实现，为高维量子态的信息获取提供了可拓展的实验框架，...

温度和自旋-轨道相互作用对抛物量子阱中极化子有效质量的影响

摘要：对电子的动量和位置坐标引入Tokuta改进的线性组合算符，利用变分技术并结合第二次幺正变换理论研究了温度和自旋-轨道相互作用对抛物量子阱中极化子有效质量的影响，分别得到极化子有效质量和平均声子数的函数关系式，结合量子统计力学中平均声子数的表达式，得到极化子有效质量与温度之间的函数关系。当电子-声子耦合强度取不同值时，讨论了极化子有效质量与振动频率的关系。当温度取不同值时，分别讨论了极化子有效质量随...

参量光源的频域多模特性对量子密钥分发系统的性能影响研究

摘要：本研究探讨了自发参量下转换（Spontaneous Parametric Down-Conversion, SPDC）光源的光谱特性对量子密钥分发（Quantum Key Distribution, QKD）系统性能的影响。通过引入光谱自由度，对光子数分布进行了更为准确的建模，揭示了实际SPDC光源的分布特性可能不同于传统的泊松或热分布。研究表明，不同光谱结构会导致安全密钥率的显著差异，错误的分布...

基于拉比共振技术实现微波电场测量

摘要：基于里德堡原子的微波电场测量技术，利用电磁感应透明光谱（Electromagnetically induced transparency, EIT）和（Autler-Townes, AT）分裂光谱实现微波电场强度测量。EIT-AT光谱测量要求微波-原子耦合的拉比频率大于EIT线宽，这会限制弱场条件下微波场强的测量和溯源。本文提出利用参量技术调谐微波与原子的耦合特性，采用参量放大的EIT-AT过程实...

电场下量子行走的扩散性质研究

摘要：与经典随机行走相对应，量子行走利用量子态的叠加及纠缠特性，展现出平方式的加速扩散。基于这一特点，量子行走经常被用于构建各种算法，加速解决各类问题。此外，量子行走还可以用来实现量子模拟，不仅可以模拟各类拓扑物态，还可以在量子行走中引入增益和损耗，用于模拟非厄米系统。基于量子行走模型，本文主要研究了直流均匀电场下厄米及非厄米量子行走中，行走者随时间演化的扩散性质。首先定义了电场下离散量子行走模型，通过...

精细结构分辨的牙齿光声成像系统设计

摘要：本文理论研究了不同激励光条件下，牙齿内不同结构、成分的特征光声信号。基于对模拟结果的分析，设计了三个对比度参数，分别为：不同波长激光激励条件下的光声功率谱密度斜率随探测光位置变化曲线的和、积；单波长激光激励条件下的光声功率谱密度随探测光位置变化曲线的对称性；以及时域光声信号的强度-衰减时间斜率。基于这三个参数，可以准确判定测量点元处的牙齿结构成分、龋洞是否存在、龋洞的延伸位置等，从而实现牙齿的精细...

基于室温的超稳腔热噪声优化

摘要：在基于光学干涉测量的应用中，激光的频率噪声限制了测量灵敏度，往往需要对频率进行预稳。通常将激光频率锁定到超稳定的光学参考腔（超稳腔）上实现频率预稳。超稳腔的稳定性受到腔体、腔镜基底以及腔镜镀膜热噪声的限制。在室温下，可以通过选择合适的材料来优化腔体和腔镜基底的稳定性和热噪声。腔镜镀膜热噪声与高反射镜镀膜层的机械损耗以及厚度有关，可以采用多层多材料镀膜来抑制。本文综合温度稳定性和机械损耗，优化了室温...

基于时域二阶关联的激光雷达去噪

摘要：时变雾对激光的散射导致激光雷达产生非平稳噪声，这不仅降低激光雷达感知的信息能力，而且会导致错误的判断。我们研究了时变雾散射激光的时域二阶关联性质，并从理论和实验上证明了产生非平稳噪声的光缺乏稳定的时域二阶关联，而产生信号的光则恰恰相反。基于这种差异，我们提出了一种消除非平稳噪声的方法。该方法通过测量激光回波的时域二阶关联，消除非平稳的噪声，保留有用的信号。与传统方法相比，该方法在消除非平稳噪声方面...

皮尔斯-高斯光束在饱和非线性介质中的传输及相互作用

摘要：基于非线性薛定谔方程，采用分步傅里叶法分析了皮尔斯-高斯光束在饱和非线性介质中的传输及相互作用，结果表明：当初始输入光束为单皮尔斯-高斯光束时，饱和非线性效应可以使光束演化为稳定传输的类呼吸孤子，饱和非线性效应可以调控孤子的周期及峰值功率，同时分布因子也可以调节孤子的传输方向；当初始输入为双皮尔斯-高斯光束时，同相双皮尔斯-高斯光束相互吸引形成类呼吸孤子，且随着间距的增大，双光束之间的吸引力减弱，...

频率和带宽可调型共振平衡零拍探测器研究

摘要：在高质量量子光源的制备中，低噪声、高信噪比的探测器是实现高精度锁定和高压缩度探测的关键。共振频率和带宽可调型平衡零拍探测器可以有效放大所需特定频率处的信号，同时滤除其他频率处信号的干扰，并且可以根据实验需求实现对不同频率信号的高效探测，为高压缩光源的制备提供了器件支持。本文基于跨阻型放大电路结构，利用由可变电感和可变电容构成的两级L-C选频网络，研制了一款频率和带宽可调型共振平衡零拍探测器，选用低...

少周期线偏振激光场中原子阈上电离的角度分辨时间-能量分布

摘要：对阈上电离过程中电子电离时间特性的研究，不仅是理解强场非微扰量子动力学的关键，也是当前阿秒科学重点关注的问题之一。本文基于长度规范下的量子S-矩阵理论，利用类维格纳分布函数方法，对氢原子在四个光学周期线偏振激光脉冲中（载波包络相位（carrier-envelope phase, CEP）φ=0和φ=π/2两种情况）的阈上电离动力学行为进行了系统研究。重点分析了沿不同出射方向电离电子的时间-能量分布...

基于Sagnac环级联长周期光纤光栅的轴向应变传感研究

摘要：长周期光纤光栅（Long period fiber Grating, LPFG）作为一种透射型的光纤无源器件，它的谐振波长和损耗峰幅值对外界环境的变化，尤其对于轴向应变，非常敏感。本文对单个LPFG以及将级联LPFG内嵌于萨格纳克环（Sagnac环）进行了轴向应变传感的实验研究，主要是通过改变基于Sagnac环级联LPFG的轴向应变，来分析透射谱中选定损耗峰的幅值的变化情况。实验结果表明，随着轴向...

基于FPGA稳频技术的腔衰荡光谱测量

摘要：本文结合波长调制技术和腔衰荡光谱技术搭建了一套二氧化碳（CO₂）气体快速测量装置，实现了CO₂气体的高灵敏测量。该系统使用FPGA通过波长调制一次谐波信号作为误差信号，并利用PID伺服反馈实现了激光频率在CO₂气体分子吸收波长为1578.22 nm处的锁定，研究表明锁定后标准差较锁定前缩小了50%，测量了激光频率锁定前后的空腔衰荡时...

基于单晶金微米片镜上等离激元纳腔增强单层WSe₂发光

摘要：单层过渡金属二卤代化合物（Transition Metal Dichalcogenides, TMDC）因其独特的光电性能在光电领域备受瞩目，但其在集成光电器件中的应用前景受到低量子产率的限制。镜上纳米粒子（nanoparticle-onmirror, NPoM）等离激元纳米腔与单层TMDC集成，可以调节光和物质间的相互作用，增强荧光发射。这种纳米腔的光学质量深受作为镜面基底的沉积金属膜粗糙度引起...

利用变区域反馈自由全息算法实现特殊构型的环形光阱

摘要：利用全息算法生成的环形光阱在冷原子研究领域有着广泛应用。本文提出一种新型迭代算法——变区域反馈振幅自由算法，用于生成光滑、低噪声的环形光阱。该算法通过动态调整信号区域的大小，优化光强分布，使光功率向信号区域集中；并在信号区域引入误差反馈，加快算法的收敛速度，减小信号区域内光强的噪声。由该算法产生的环形光阱，光功率使用效率提升至70%以上，粗糙度降低至0.007，明显优于其他的全息算法。光滑的环形势...

电力调度业务通信中信道噪声对量子密钥分发安全性影响研究

摘要：在电力调度业务通信过程中，架空光缆信道噪声对量子保密通信的影响不可忽略。除此之外，由于实用化量子密钥分发设备缺陷，可能会造成量子态的随机性发生偏离。本文研究了基于BB84协议的实用化中量子密钥分发应用中，量子密钥随机性偏离以及信道噪声对量子密钥分发安全性的影响。基于信道噪声和量子窃听的数学描述，通过误码率和窃听信息量的计算，我们首先证明了不存在随机性偏离时，只要误码率小于0.125，当前通信即是安...

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