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基于叠层与嵌套结构的太阳能吸收器设计
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作者 焦圣喜 杨旭 杨汉瑞 《光子学报》 北大核心 2025年第3期172-183,共12页
提出一种叠层圆环嵌套圆柱体的超材料太阳能吸收器,该吸收器结构由底部金属与介质层和上层嵌套圆柱体的叠层圆环组成,可以实现稳定的高吸收。利用有限时域差分方法,深度分析了吸收器的光吸收谱图以及电磁场强度在内部的分布情况,并研究... 提出一种叠层圆环嵌套圆柱体的超材料太阳能吸收器,该吸收器结构由底部金属与介质层和上层嵌套圆柱体的叠层圆环组成,可以实现稳定的高吸收。利用有限时域差分方法,深度分析了吸收器的光吸收谱图以及电磁场强度在内部的分布情况,并研究了入射光的偏振角及入射角对吸收器的光吸收影响。实验仿真结果表明,该吸收器在300~2500 nm范围内的平均吸收率为94.34%,且具有偏振不敏感的特性;当入射角度为60°时,平均吸收率仍保持88.81%,宽波段高吸收的激发主要由传播表面等离子体共振、局域表面等离子体共振的协同作用实现,在标准太阳光谱辐射下的总吸收效率为94.46%。本设计在太阳能吸收利用领域具有潜在应用价值,也为宽带吸收器的设计提供了研究思路。 展开更多
关键词 超材料 太阳能吸收器 宽波段 高吸收率
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太赫兹波段融化冰晶粒子的光学特性研究
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作者 张学海 刘文博 +5 位作者 李瑶 李益文 张欣慧 邹曙光 李卫东 赵颜创 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第6期312-323,共12页
冰晶粒子在融化过程中会形成复杂的混合态特征,进而影响其光学和辐射特性,对全球辐射效应和天气预报等研究具有重要影响。文中提出了一种非球形非均匀混合模型用于模拟冰晶粒子融化过程中的形态和混合态,并采用离散偶极子近似(Discrete ... 冰晶粒子在融化过程中会形成复杂的混合态特征,进而影响其光学和辐射特性,对全球辐射效应和天气预报等研究具有重要影响。文中提出了一种非球形非均匀混合模型用于模拟冰晶粒子融化过程中的形态和混合态,并采用离散偶极子近似(Discrete Dipole Approximation,DDA)法系统研究了3~640 GHz范围内融化冰晶粒子的光学特性随频率、纵横比、冰水混合比(Ice-to-Water Mixing Ratio,IWMR)等参数的变化规律。研究结果表明:不同融化阶段冰晶粒子的光学特性(消光效率因子、散射效率因子、不对称因子、散射相矩阵)存在较大的差异。具体表现为,融化冰晶粒子粒径越大,其消光效率因子、散射效率因子和不对称因子随频率变化的振荡幅度越大,融化冰晶粒子散射相矩阵元素的振荡越大,随着频率的增大,融化冰晶粒子散射矩阵元素的振荡也越大。随着冰晶粒子的融化,整体上这些光学参数随IWMR的降低呈现出规律性的变化,这也意味着忽略冰晶粒子的融化过程可能会导致错估其光学特性。研究结果还表明,冰晶粒子形态对消光效率因子、散射效率因子和不对称因子的影响主要在融化前期。当融化程度较低(IWMR=0.8)且尺度参数大于2.3时,冰晶核纵横比对其所有的光学特性参数均有着明显影响。当融化程度较高(IWMR=0.4)时,冰晶核纵横比对其粒子消光效率、散射效率和不对称因子等非散射角光学参数的影响基本可以忽略,但是随着粒子粒径的增大,冰晶核纵横比对粒子散射矩阵元素仍具有显著影响。研究结果可以为进一步理解冰云微物理特性演变规律、提升冰水含量反演精度等研究提供参考。 展开更多
关键词 冰晶粒子 融化过程 光散射 离散偶极子近似法
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雷暴云对量子干涉雷达探测性能的影响
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作者 张秀再 赵宇婕 张薇薇 《量子电子学报》 北大核心 2025年第5期722-732,共11页
为研究雷暴云中大气带电粒子对量子干涉雷达(QIR)探测性能的影响,基于带电粒子模型,分析了带电粒子复折射率与表面电荷密度之间的关系。首先根据带电粒子的衰减模型,对粒子的质量浓度、传输距离与链路衰减的关系进行了分析,进一步建立... 为研究雷暴云中大气带电粒子对量子干涉雷达(QIR)探测性能的影响,基于带电粒子模型,分析了带电粒子复折射率与表面电荷密度之间的关系。首先根据带电粒子的衰减模型,对粒子的质量浓度、传输距离与链路衰减的关系进行了分析,进一步建立了不同发射光子数下的粒子的质量浓度、表面电荷密度与QIR系统灵敏度、分辨率的关系模型,并进行了仿真实验分析。实验结果表明:当发射端脉冲光子数一定时,QIR系统的灵敏度和分辨率会随着粒子的质量浓度和表面电荷密度的增加而降低;在相同粒子的质量浓度下,QIR系统的分辨率会随光子数的增加而增大,而灵敏度却相应减小。本研究证实了雷暴云中带电粒子的散射特性对QIR系统的探测性能有着不可忽略的影响。 展开更多
关键词 量子光学 量子干涉雷达 雷暴云 大气带电粒子 灵敏度 分辨率
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基于里德堡原子的超外差宽带频谱测量设计与实现
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作者 韩顺利 刘贵祥 +2 位作者 柴继旺 张映昀 柳扬 《量子电子学报》 北大核心 2025年第4期546-555,共10页
量子传感器是理想的电磁频谱探测媒介,有望突破传统频谱测量在响应带宽与测量灵敏度上的限制,具有广阔的应用前景。本文提出了一种基于原子混频机理的超宽带连续频谱测量系统,重点分析了非谐振区域内本振射频场对差频信号信噪比的影响... 量子传感器是理想的电磁频谱探测媒介,有望突破传统频谱测量在响应带宽与测量灵敏度上的限制,具有广阔的应用前景。本文提出了一种基于原子混频机理的超宽带连续频谱测量系统,重点分析了非谐振区域内本振射频场对差频信号信噪比的影响。利用原子非谐振超外差技术,在每个里德堡态上实现了一定频宽的电磁波频谱测量,并通过快速调谐本振射频场和耦合光波长,实现对跨微波(1~40 GHz)和太赫兹波(110~170 GHz)两个频段电磁频谱的连续测量,谐振区域最小可测量场强值为0.32μV/cm,非谐振区域40 GHz处最小可测量场强为2.34μV/cm,动态范围超过70 dB,频率分辨率≤10 Hz。本工作实验验证了基于里德堡原子的量子传感器具有全频带、高灵敏度电磁频谱响应特性,为高灵敏度原子频谱仪的研制奠定了研究基础。 展开更多
关键词 量子信息 频谱测量 量子传感 里德堡原子 超外差测量 电磁场精密测量
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Lipkin-Meshkov-Glick模型中的自旋压缩和量子纠缠
5
作者 李嵩松 《量子电子学报》 北大核心 2025年第3期361-368,共8页
自旋压缩和量子纠缠在量子信息处理中有着十分重要而广泛的应用,因此,如何在各种不同量子系统中产生自旋压缩和量子纠缠一直是相关研究领域的热点之一。本文理论研究了在Lipkin-Meshkov-Glick模型中如何产生自旋压缩和量子纠缠,利用自... 自旋压缩和量子纠缠在量子信息处理中有着十分重要而广泛的应用,因此,如何在各种不同量子系统中产生自旋压缩和量子纠缠一直是相关研究领域的热点之一。本文理论研究了在Lipkin-Meshkov-Glick模型中如何产生自旋压缩和量子纠缠,利用自旋波近似,解析计算了自旋-自旋相互作用参数和线性相互作用参数对量子纠缠和自旋压缩的影响。研究结果表明,通过调节线性相互作用强度、自旋-自旋相互作用强度及其演化时间,可以周期性地产生自旋压缩和量子纠缠。其中,线性相互作用越小或自旋-自旋相互作用越强,产生的纠缠和自旋压缩越好,周期也越大。 展开更多
关键词 量子光学 自旋压缩 量子纠缠 Lipkin-Meshkov-Glick模型 自旋波近似
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基于元胞自动机的高速保密增强算法FPGA实现 被引量:1
6
作者 陆叶锴 白恩健 +2 位作者 蒋学芹 吴贇 陈根龙 《量子电子学报》 北大核心 2025年第1期111-122,共12页
作为量子通信后处理部分的重要步骤,保密增强过程能够消除量子密钥分发过程中可能出现的信息泄露,以实现量子密钥分发系统的无条件安全性。为降低硬件资源消耗、提高算法的安全成码率,本研究采用现场可编程门阵列(FPGA),实现了一种基于... 作为量子通信后处理部分的重要步骤,保密增强过程能够消除量子密钥分发过程中可能出现的信息泄露,以实现量子密钥分发系统的无条件安全性。为降低硬件资源消耗、提高算法的安全成码率,本研究采用现场可编程门阵列(FPGA),实现了一种基于元胞自动机的高速保密增强算法,通过对算法进行符合FPGA硬件特性的改进和流水线结构优化,使得该方案相较于需要庞大矩阵乘法运算的Toeplitz矩阵方案在速度上有较大的优势。该方案在实时传输协商密钥的情况下,能适应任意长度的输入密钥和0~1之间的任意分数压缩比例;该方案采用256阶的元胞自动机处理1.28 Mbits输入密钥,在压缩比例为0.5时,最大安全成码率可达到1540 Mbits/s。 展开更多
关键词 量子光学 保密增强 元胞自动机 现场可编程门阵列 量子密钥分发
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压缩态辅助的量子非破坏性弱力测量 被引量:2
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作者 贾蕊旗 韦展鹏 张可烨 《华东师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期19-25,共7页
在量子精密测量装置中,散粒噪声和测量反作用噪声这两种源于量子机制的噪声很难被同时削弱,导致其测量精度会止步于标准量子极限(standard quantum limit,SQL).使用压缩态光场和量子非破坏性测量法(quantum non-demolition measurement... 在量子精密测量装置中,散粒噪声和测量反作用噪声这两种源于量子机制的噪声很难被同时削弱,导致其测量精度会止步于标准量子极限(standard quantum limit,SQL).使用压缩态光场和量子非破坏性测量法(quantum non-demolition measurement,简称QND测量)是突破这一极限的两种常用方法.基于常见的腔光力学弱力探测系统,提出了一种将这两种方法结合起来的理论方案,相较于单独使用QND测量法,可以更深地突破SQL,获得更好的测量精度. 展开更多
关键词 量子精密测量 腔光力学 量子非破坏性测量 压缩态
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振动强耦合对铁氰化钾电化学氧化反应的影响
8
作者 芮振亮 张峰 《上海理工大学学报》 北大核心 2025年第2期179-184,共6页
振动强耦合(vibrational strong coupling,VSC)具有显著的诱导分子能级变化的能力,为有效控制化学反应,特别是电化学过程提供了巨大的潜力。然而,很少有关于光学微腔内氧化还原过程的报道。铁氰化钾在金电极表面的氧化还原反应是电化学... 振动强耦合(vibrational strong coupling,VSC)具有显著的诱导分子能级变化的能力,为有效控制化学反应,特别是电化学过程提供了巨大的潜力。然而,很少有关于光学微腔内氧化还原过程的报道。铁氰化钾在金电极表面的氧化还原反应是电化学中一个经典的反应,为了研究VSC对铁氰化钾氧化反应的影响,设计了一个电化学微腔作为光学谐振器,研究了铁氰化钾在金表面的氧化反应。试验结果表明,铁氰化钾氧化反应的效率与O―H振动带一致。在3420 cm^(-1)O―H拉伸振动的VSC下,由于O―H拉比分裂,影响了水分子之间的相互作用,改变了离子的水合作用,所以与无腔体系相比,铁氰化钾的氧化反应效率被抑制了约52%。这项工作为调节化学反应提供了一种新的、更有效的物理手段。更重要的是,电化学和微腔的结合可以实时监测反应过程,解决了在有限空间内检测有限数量样品的问题。 展开更多
关键词 振动强耦合 电化学 铁氰化钾 光学谐振器
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纳米光纤冷原子系统中光场二阶光子关联的测量
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作者 秦伟 丁腾龙 +4 位作者 蒋源 苏殿强 姬中华 郭龑强 赵延霆 《量子电子学报》 北大核心 2025年第4期516-525,共10页
二阶光子关联在光场量子统计特性表征中发挥着基础且重要的作用。本文研究分析了冷原子辐射荧光与纳米光纤波导模式耦合的光子关联特性,实验探究了冷原子体系中原子数目对高效耦合至纳米光纤中辐射荧光二阶光子关联的影响。对单端和双... 二阶光子关联在光场量子统计特性表征中发挥着基础且重要的作用。本文研究分析了冷原子辐射荧光与纳米光纤波导模式耦合的光子关联特性,实验探究了冷原子体系中原子数目对高效耦合至纳米光纤中辐射荧光二阶光子关联的影响。对单端和双端纳米光纤出射荧光的二阶光子关联的研究结果表明,通过调控冷原子体系中的原子数目,可以观察到单端二阶光子关联特性从聚束到反聚束的变化,而双端二阶光子关联特性始终保持着反聚束的特征。本工作揭示了冷原子与纳米光纤相互作用辐射光场的高阶光子关联特性,并为发展冷原子全光纤量子信息平台提供了实验基础。 展开更多
关键词 量子光学 二阶光子关联 纳米光纤 冷原子 聚束 反聚束
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汇聚涡旋光束中离轴相位奇点的传输轨迹
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作者 王溢秋 刘志鹏 +3 位作者 靳琪琳 殷澄 单鸣雷 韩庆邦 《江西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期128-133,共6页
在涡旋光场中相位奇点的传输特性是研发基于复杂光场的新型光电子器件的关键,而离轴相位奇点在汇聚涡旋光中的传输机理至今还未被阐明.该文针对这一课题展开研究,基于近轴传输方程直接推导了相位奇点在任意宿主光束中的轨迹方程;并证明... 在涡旋光场中相位奇点的传输特性是研发基于复杂光场的新型光电子器件的关键,而离轴相位奇点在汇聚涡旋光中的传输机理至今还未被阐明.该文针对这一课题展开研究,基于近轴传输方程直接推导了相位奇点在任意宿主光束中的轨迹方程;并证明在汇聚高斯光束中焦场附近的离轴涡旋点做随光束同步缩放的螺旋状运动.但该结论与波束传输法仿真得到的结果相矛盾,后者表明离轴相位奇点沿直线穿过光束截面.为解决上述矛盾,该文进行了相关实验研究,证明了离轴涡旋点在焦场附近的螺旋状轨迹.该研究成果可推广至多个相位奇点并存的情形,为有效辨识和操控复杂光场中的相位奇点奠定理论基础. 展开更多
关键词 涡旋光束 离轴相位奇点 焦场
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基于里德堡原子的电晕放电信号测量
11
作者 袁昊 罗兵 +5 位作者 陈建君 陈震 杨文广 张好 张临杰 张豪峰 《量子电子学报》 北大核心 2025年第4期556-564,共9页
局部放电(PD)是指未形成连接或桥接的两电极间发生局部放电的物理场景,PD现象持续作用会极大地缩短设备的使用寿命,因此监测PD信号并识别其放电类型具有重要意义。传统的PD信号测量方法受限于天线本身的金属材质以及尺寸,在变电站开关... 局部放电(PD)是指未形成连接或桥接的两电极间发生局部放电的物理场景,PD现象持续作用会极大地缩短设备的使用寿命,因此监测PD信号并识别其放电类型具有重要意义。传统的PD信号测量方法受限于天线本身的金属材质以及尺寸,在变电站开关柜等应用场景中难以实现内部近距离探测,限制了测量灵敏度的提升。本文提出了一种基于里德堡原子的PD信号测量方法,可以实现非金属近距离内部高灵敏探测。实验中选择PD最为常见的一种类型—电晕放电进行模块的制备与测量。首先,通过双光子激发将铯原子激发到里德堡态;然后,基于里德堡原子的交流斯塔克效应对电晕放电信号进行测量;最后,使用局部放电相位分辨图对测量结果进行分析,得到电晕放电的相位分布特征以及放电脉冲的分布情况。 展开更多
关键词 量子信息 局部放电 电晕放电 里德堡原子 局部放电相位分辨图
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基于量子纠缠光源的椭圆偏振测量技术研究进展
12
作者 牛素俭 解孟雨 +1 位作者 周志远 史保森 《量子电子学报》 北大核心 2025年第4期450-463,共14页
椭圆偏振测量仪(以下简称偏振仪)是用于测量样品光学性质的重要工具,在物理、化学、材料科学等诸多领域都有着广泛的应用,其通过精确测量偏振光在经过样品前后偏振态的变化,并结合特定的理论模型,达到准确评估样品多种光学性质的目的。... 椭圆偏振测量仪(以下简称偏振仪)是用于测量样品光学性质的重要工具,在物理、化学、材料科学等诸多领域都有着广泛的应用,其通过精确测量偏振光在经过样品前后偏振态的变化,并结合特定的理论模型,达到准确评估样品多种光学性质的目的。当前,将新型光源应用到椭圆偏振测量技术中,以提升偏振仪的性能并拓展其应用范围,是相关研究领域的热点之一。而量子纠缠光源因其具有突破散粒噪声理论极限的潜能、极低光强下的抗噪能力以及非局域操控等特性,在量子精密测量领域得到广泛关注。近年来,人们日趋关注基于量子光源与椭圆偏振测量技术相结合的量子偏振仪的原理和应用研究。本文首先回顾了经典偏振仪的工作原理和类型,在此基础上,重点介绍了量子偏振仪的基本原理和研究进展,并展望了量子偏振仪的未来发展方向。 展开更多
关键词 量子信息 量子纠缠光源 经典偏振仪 量子偏振仪 量子精密测量
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莫尔超晶格中的转角光子学研究进展
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作者 陈果阳 徐佳俊 +2 位作者 闫家旭 刘雷 申德振 《发光学报》 北大核心 2025年第8期1384-1397,共14页
莫尔超晶格在二维范德华异质结构中展现出丰富的物理现象,极大地拓展了转角光子学(Twistoptics)的研究领域。通过精确调控层间扭转角,莫尔超晶格可以形成独特的电子、激子及光学特性,例如能带展平、强关联态、拓扑态及手性光学响应。这... 莫尔超晶格在二维范德华异质结构中展现出丰富的物理现象,极大地拓展了转角光子学(Twistoptics)的研究领域。通过精确调控层间扭转角,莫尔超晶格可以形成独特的电子、激子及光学特性,例如能带展平、强关联态、拓扑态及手性光学响应。这些特性为新型光电器件、单光子源、激子激光器及量子计算平台的开发提供了新的可能性。本综述系统回顾了莫尔超晶格中的转角光子学,包括其制备方法、激子行为、非线性光学效应、纳米光谱表征及电场调控等方面的最新进展,并探讨了其在未来光电子学与量子技术中的应用前景。 展开更多
关键词 莫尔超晶格 转角光子学 莫尔激子 非线性光学 量子光学
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非厄米PT对称多通道光波导体系的调控及动力学
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作者 孙武 叶伏秋 张光成 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第1期108-117,共10页
宇称-时间(PARITY-TIME PT)对称光学波导系统中有关PT对称性的调控主要通过周期性变化的复折射率材料来实现.本文中我们给出了一种对于已耦合的双通道波导体系中额外引入周期调制的中性波导操纵PT对称性的构型,通过高频近似将系统转换... 宇称-时间(PARITY-TIME PT)对称光学波导系统中有关PT对称性的调控主要通过周期性变化的复折射率材料来实现.本文中我们给出了一种对于已耦合的双通道波导体系中额外引入周期调制的中性波导操纵PT对称性的构型,通过高频近似将系统转换为重整化参数后的等效未调制系统后,发现可以通过额外引入单频周期调制的光波导去调控体系的PT对称性,并且讨论了周期调制的非厄米三通道波导体系的能谱特性.最后通过解析和数值的方法给出了光在非厄米三通道光学波导中的动力学演化. 展开更多
关键词 PT对称 非厄米 三通道波导
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基于单光子探测器阵列的抗噪声频域成像研究
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作者 陆茂霖 白妙青 秦成兵 《量子电子学报》 北大核心 2025年第4期537-545,共9页
单光子探测器阵列因其单光子极限探测灵敏度和多像元特性,被广泛应用于单光子雷达、生物荧光成像等领域。然而,受限于制备工艺,像元间探测效率存在差异,常常导致单光子探测器阵列成像发生畸变。本工作通过独立调控每个单光子探测器的反... 单光子探测器阵列因其单光子极限探测灵敏度和多像元特性,被广泛应用于单光子雷达、生物荧光成像等领域。然而,受限于制备工艺,像元间探测效率存在差异,常常导致单光子探测器阵列成像发生畸变。本工作通过独立调控每个单光子探测器的反向偏置电压,实现了对4×4探测器阵列探测效率的优化,将平均探测效率提高了1.77倍,差异性缩小为调节前的1/7。在此基础上,通过对每个单光子探测器光子到达时间进行傅里叶变换,发展了频域成像方案,该方案即使在背景噪声为信号强度的104倍的条件下,依然能够实现较好的频域成像效果,且对比信噪比达到2.29。本工作为基于单光子探测器阵列实现复杂环境下微弱光信号的探测提供了新的思路。 展开更多
关键词 量子信息 单光子探测器阵列 探测效率 傅里叶变换 光子计数成像 频域成像 对比信噪比
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量子光源的相位随机化检测装置
16
作者 郝鹏磊 韩正甫 《量子电子学报》 北大核心 2025年第5期686-693,共8页
量子密钥分发(QKD)是抗量子计算攻击、保障信息安全的重要技术手段,但实际非理想的器件使得QKD系统的安全性存在隐患。针对实际QKD系统中量子光源光脉冲相位随机化存在的安全性问题,本文提出了采用不等臂法拉第-萨尼亚克-迈克尔逊干涉... 量子密钥分发(QKD)是抗量子计算攻击、保障信息安全的重要技术手段,但实际非理想的器件使得QKD系统的安全性存在隐患。针对实际QKD系统中量子光源光脉冲相位随机化存在的安全性问题,本文提出了采用不等臂法拉第-萨尼亚克-迈克尔逊干涉仪实现光脉冲相位随机化检测的方法,并测试了两款高速激光器模块的光脉冲相位关联度,基于实测关联度数据,修正了最终的安全密钥率,有效提升了当光源脉冲存在相位关联时的量子密钥分发实际安全性。 展开更多
关键词 量子信息 量子密钥分发 相位随机化检测 不等臂法拉第-萨尼亚克-迈克尔逊干涉仪 量子光源 安全性
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基于轨道角动量光强调制实现转速及转向的同时探测
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作者 黄思远 洪玲 陈理想 《量子电子学报》 北大核心 2025年第5期694-702,共9页
结构光引起的旋转多普勒效应是旋转测速的基本机理,但常用的基于频差的时间拍频信号测量仅能测得转速大小,无法获取转动方向的信息。为此,本文基于矢量涡旋光场调控,提出了一种对转动方向敏感的微粒旋转测速方案。该方案通过振幅调制标... 结构光引起的旋转多普勒效应是旋转测速的基本机理,但常用的基于频差的时间拍频信号测量仅能测得转速大小,无法获取转动方向的信息。为此,本文基于矢量涡旋光场调控,提出了一种对转动方向敏感的微粒旋转测速方案。该方案通过振幅调制标记来识别基于自旋多普勒频移调制的信号与未调制信号,最终在已知调制频差信息的辅助下,实现了旋转速度和转动方向的并行测量。这种新颖的调制探测手段简洁明了、便捷高效,在微粒操控与探测等应用领域具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 量子光学 光场调控 旋转多普勒效应 旋转相位 并行测量
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干涉仪量子增强相位精密测量的光子损耗鲁棒性 被引量:1
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作者 李俊宏 冯夏宁 韦联福 《激光技术》 北大核心 2025年第2期159-165,共7页
为了提高光子光学干涉仪在光子损耗情形下的相位测量精度,以典型的twin-Fock态为例输入光子马赫-曾德尔干涉仪,对光子符合计数探测在光子损耗下的探测精度进行了理论研究。结果表明,相较于宇称测量,当使用光子对作为输入时,光子符合计... 为了提高光子光学干涉仪在光子损耗情形下的相位测量精度,以典型的twin-Fock态为例输入光子马赫-曾德尔干涉仪,对光子符合计数探测在光子损耗下的探测精度进行了理论研究。结果表明,相较于宇称测量,当使用光子对作为输入时,光子符合计数探测方案对光子损耗显示出更强的鲁棒性,基于光子符合计数探测的相位测量精度在相位位于π/4和π/2之间时可以非常接近于量子克拉美罗界。采用光子符合计数探测方案有助于在实际环境中实现超高精度的相位测量,从而为突破传统散粒噪声限制提供了可能性。 展开更多
关键词 量子光学 量子精密测量 马赫-曾德尔干涉仪 量子克拉美罗界 光子符合计数探测
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移动平台下QKD抑制大扰动控制系统的实现
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作者 刘腾 金标 +2 位作者 梁钦 薛华建 刘尉悦 《量子电子学报》 北大核心 2025年第5期703-710,共8页
基于飞机-卫星自由空间量子密钥分发(QKD)背景,针对运12飞机机载平台的扰动特性,设计了抑制大扰动跟瞄控制系统,并进行了系统仿真和实验验证。该控制系统中加入了自抗扰控制算法,在仿真系统中加入了库伦粘滞摩擦模型来模拟系统内部摩擦... 基于飞机-卫星自由空间量子密钥分发(QKD)背景,针对运12飞机机载平台的扰动特性,设计了抑制大扰动跟瞄控制系统,并进行了系统仿真和实验验证。该控制系统中加入了自抗扰控制算法,在仿真系统中加入了库伦粘滞摩擦模型来模拟系统内部摩擦力扰动。多组仿真数据表明,自抗扰控制算法在闭环跟瞄后,跟瞄脱靶量均值降低了18%以上,脱靶量标准偏差降低了19%以上。实验结果表明,自抗扰控制算法在给定转速下的跟瞄偏差均值降低了38.8%,跟瞄偏差的标准偏差降低了39.4%。本文设计的抑制大扰动跟瞄控制系统的跟踪精度与系统稳定性均优于现有的比例-积分-微分(PID)控制系统,在一定程度上提高了跟瞄精度和系统的稳定性,能有效抑制移动平台QKD跟瞄系统的大扰动。 展开更多
关键词 量子光学 量子密钥分发 自抗扰控制 移动平台 跟瞄精度
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基于里德堡原子的通信技术
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作者 肖圣贤 张加宸 +1 位作者 汪涛 张学锋 《量子电子学报》 北大核心 2025年第4期476-489,共14页
基于里德堡原子的电场测量技术在灵敏度、工作频段、可溯源性和抗干扰性等方面有着显著的优势,有望取代无线电通信技术中的传统天线。近年来,利用里德堡原子的传感和通信技术发展迅速。基于里德堡原子开展电场测量依据的基本原理为电磁... 基于里德堡原子的电场测量技术在灵敏度、工作频段、可溯源性和抗干扰性等方面有着显著的优势,有望取代无线电通信技术中的传统天线。近年来,利用里德堡原子的传感和通信技术发展迅速。基于里德堡原子开展电场测量依据的基本原理为电磁诱导透明(EIT),通过测量EIT光谱对载波信号的实时响应,里德堡原子不用解调就可以恢复基带信号。本文综述了基于里德堡原子天线的通信技术在实验中取得的进展,其中包括该天线对调幅和调频信号的还原能力、以及对载波相位的测量工作;还讨论了影响里德堡原子天线信道容量、瞬时带宽和灵敏度的主要因素;最后,对该技术的发展方向作出了展望。 展开更多
关键词 量子技术 里德堡原子 原子天线 无线电通信
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