量子传感器 被引量：3

1

作者 董道毅 陈宗海 张陈斌 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第4期1-4,9,共5页

　量子系统状态的检测与经典控制中的检测技术有着显著区别,它需要量子传感器来完成。量子传感器是根据量子力学规律、利用量子效应设计的、用于执行对系统被测量进行变换的物理装置。在讨论了量子态测量问题的基础上,对量子传感器的概... 　量子系统状态的检测与经典控制中的检测技术有着显著区别,它需要量子传感器来完成。量子传感器是根据量子力学规律、利用量子效应设计的、用于执行对系统被测量进行变换的物理装置。在讨论了量子态测量问题的基础上,对量子传感器的概念进行了系统阐述,介绍了超导量子干涉装置(SQUID)传感器和量子霍尔传感器,从非破坏性、实时性、灵敏性、稳定性和多功能性等方面分析了量子传感器的性能要求。 展开更多

关键词 量子传感器 超导量子干涉装置 量子霍尔传感器 量子控制

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面向芯片级NV色心量子传感器的微波天线关键技术 被引量：1

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作者 马宗敏 柴笑晗 +5 位作者 王军旗 傅月平 牛刘敏 郭卫军 郑斗斗 秦丽 《半导体技术》 CAS 北大核心 2020年第12期905-915,923,共12页

金刚石氮空位(NV)色心量子传感器相较其他量子传感器在灵敏度、集成难易度、工作适应性等方面具有优势,正在成为研究热点。在集成NV色心量子传感器研制过程中发现,微波场驱动NV色心能级间的电子跃迁,对光探测磁共振、拉比振荡、拉姆齐... 金刚石氮空位(NV)色心量子传感器相较其他量子传感器在灵敏度、集成难易度、工作适应性等方面具有优势,正在成为研究热点。在集成NV色心量子传感器研制过程中发现,微波场驱动NV色心能级间的电子跃迁,对光探测磁共振、拉比振荡、拉姆齐序列、自旋回波、退相干时间等参数均有影响,从而进一步影响到传感器的灵敏度。因此设计能产生均匀磁场且转化效率高的微纳工艺近场天线对提高集成NV色心传感器的性能极其重要。重点阐述了NV色心自旋调控天线原理及工艺特点,对现有的多种天线做了介绍,并对基于CMOS工艺的集成化微波芯片做了重点介绍;从天线结构、性能等方面对微带线、共面波导、微纳天线等进行了分析;结合微波天线的发展趋势,对芯片级固态量子传感器进行了介绍。 展开更多

关键词 氮空位(NV)色心 量子传感器 近场辐射 微波天线 芯片级 CMOS工艺

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光合光量子传感器校准的一些问题 被引量：3

3

作者 王炳忠 胡波 刘广仁 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期1-5,共5页

介绍了光合光量子传感器的校准方法,只要有符合国家标准的辐照度标准灯,并用标准灯对适当级别的光谱辐射计进行校准后,就可在日光下供此类仪器定期校准之用。并证明了所介绍方法的实际可行性。由于LI- COR公司随LI-190型仪器发放的使用... 介绍了光合光量子传感器的校准方法,只要有符合国家标准的辐照度标准灯,并用标准灯对适当级别的光谱辐射计进行校准后,就可在日光下供此类仪器定期校准之用。并证明了所介绍方法的实际可行性。由于LI- COR公司随LI-190型仪器发放的使用说明书中有关量子传感器的光谱响应曲线图前后不相一致,且未加说明.文中对此进行了重点论证和讨论。当前并不存在真正意义上的光量子传感器,实际所用的也只有能量传感器.以光量子单位表示的测量结果是经公式计算得出的。此外,还证明了量子单位测量结果与能量单位测量结果关系的一致性.如有需要,在校准时就可同时得出量子的和能量的两种灵敏度,从而免除了由于单位互换带来的误差。 展开更多

关键词 光合有效辐射 光量子传感器 校准

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单自旋量子精密测量——基于钻石量子传感器的微观磁共振

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作者 程春阳 张琪 石发展 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期861-872,共12页

量子精密测量作为基于量子力学原理发展起来的精密测量技术,正成为各学科发展的重要推动力.此处所谓的单自旋量子精密测量一层含义是指以金刚石中的一类点缺陷——氮-空位色心单自旋为量子信息载体,通过光探测磁共振方式对其进行检测;... 量子精密测量作为基于量子力学原理发展起来的精密测量技术,正成为各学科发展的重要推动力.此处所谓的单自旋量子精密测量一层含义是指以金刚石中的一类点缺陷——氮-空位色心单自旋为量子信息载体,通过光探测磁共振方式对其进行检测;另一层面是指通过微波射频的操控将氮-空位色心单自旋制备成量子传感器,实现高灵敏度高空间分辨率的微观磁共振,甚至可以达到对单电子/单核自旋检测的水平.这一技术用量子传感代替电学探测模式,将传统磁共振的检测能力在空间上从毫米推进到纳米尺度,分子数从数十亿推进到单个分子水平.基于氮-空位色心的量子精密测量技术仍处于快速发展阶段,其正在被应用于二维材料磁性研究、超导、单分子结构、单细胞磁检测等方向,有望为物理、化学、生命科学甚至医学等领域的发展提供重要支撑.本文首先介绍单自旋量子精密测量的基本概念和原理,接着着重介绍本课题组近年基于氮-空位色心的量子精密测量相关实验研究,包括单分子顺磁共振、纳米核磁共振、基础物理等方面的相关进展及未来研究展望. 展开更多

关键词 量子精密测量 氮-空位色心 量子传感器 单自旋 微观磁共振

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基于量子成像的下一代甚高灵敏度图像传感器技术 被引量：3

5

作者 潘卫军 王耕耘 +7 位作者 姚瑶 吴淞波 程甘霖 翟国芳 樊奔 卜洪波 张旭 陈瑞明 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2021年第6期111-121,共11页

高灵敏探测成像是空间遥感应用中的一个重要技术领域,如全天时对地观测、空间暗弱目标跟踪识别等应用,对于甚高灵敏度图像传感器的需求日益强烈。文章围绕具有单光子分辨能力的量子CMOS图像传感器这一新型甚高灵敏度图像传感器,从单光... 高灵敏探测成像是空间遥感应用中的一个重要技术领域,如全天时对地观测、空间暗弱目标跟踪识别等应用,对于甚高灵敏度图像传感器的需求日益强烈。文章围绕具有单光子分辨能力的量子CMOS图像传感器这一新型甚高灵敏度图像传感器,从单光子探测的噪声特性以及固态图像传感器的高灵敏技术机理出发,对量子CMOS图像传感器的技术发展历史、关键技术以及未来发展趋势都做了综合的论述,并在此基础上对量子CMOS图像传感器的空间应用做了分析和展望。 展开更多

关键词 互补金属氧化物半导体 甚高灵敏 单光子探测 全天时对地观测 空间暗弱目标 量子图像传感器

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量子点传感器设计及在农产品化学污染物检测中的应用研究进展 被引量：2

6

作者 段云 李建国 《广西科学》 CAS 2013年第4期331-334,340,共5页

量子点传感器是基于荧光共振能量转移(FRET)等机理,对量子点进行功能修饰,构建用于化学污染物检测的传感器。功能化的量子点与污染物的特异性结合后,因荧光发生显著变化而实现检测目的,其具有响应快、效率高、可靠性强等特点,有助解决... 量子点传感器是基于荧光共振能量转移(FRET)等机理,对量子点进行功能修饰,构建用于化学污染物检测的传感器。功能化的量子点与污染物的特异性结合后,因荧光发生显著变化而实现检测目的,其具有响应快、效率高、可靠性强等特点,有助解决农产品快速检测仪存在的误检率高、专一性不强等不足。本文综述量子点传感器的制备、设计及在农产品化学污染物检测中的应用研究。 展开更多

关键词 量子点传感器 设计 化学污染物 检测

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界面缓冲层对全旋涂式PVDF–TrFE/ZnO量子点传感器压电性能的影响 被引量：1

7

作者 李洁 王晨 +3 位作者 方兆舟 刘茜 赵春毛 李迎春 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期13-18,共6页

首先制备了聚偏氟乙烯–三氟乙烯(PVDF-TrFE)/氧化锌(ZnO)量子点复合压电薄膜,采用广角X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜及原子力显微镜等对其结构及形貌进行了表征。以其作为核心功能层,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为界面缓冲层,采用全旋涂法... 首先制备了聚偏氟乙烯–三氟乙烯(PVDF-TrFE)/氧化锌(ZnO)量子点复合压电薄膜,采用广角X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜及原子力显微镜等对其结构及形貌进行了表征。以其作为核心功能层,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为界面缓冲层,采用全旋涂法成功制备了PVDF–TrFE/ZnO量子点压电传感器,分别利用落球试验及激振试验研究了PVP对传感器压电性能的影响。结果表明,添加PVP界面缓冲层的压电传感器输出电压为(1.84±0.06) V,误差棒较小,且在抗疲劳测试中经过3?500次机械循环后,输出电压仍保持在0.83 V。一方面,PVP缓冲层的亲水性使其分别与压电层中的ZnO量子点、聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)电极层紧密结合,利于电荷在压电层与电极之间的传输;另一方面,PVP缓冲层良好的成膜性改善了压电层和PEDOT:PSS电极层的层间接触,利于收集更多的压电层电荷。制备的全旋涂式PVDF–TrFE/ZnO量子点压电传感器在柔性可穿戴领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 界面缓冲层 全旋涂法 聚偏氟乙烯–三氟乙烯/氧化锌量子点压电传感器 聚乙烯吡咯烷酮

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基于扩散模型与边缘信息引导的单光子图像重建算法

8

作者 张丹 练秋生 杨郁池 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第7期2237-2248,共12页

在量子图像传感器(QIS)搭建的单光子成像系统中,场景信息蕴含于QIS输出的二值量化数据中,从二值比特流重建原始图像为极度不适定问题。针对现有重建算法在低过采样率重建质量低,对读出噪声敏感的问题,该文提出一种基于扩散模型和边缘信... 在量子图像传感器(QIS)搭建的单光子成像系统中,场景信息蕴含于QIS输出的二值量化数据中,从二值比特流重建原始图像为极度不适定问题。针对现有重建算法在低过采样率重建质量低,对读出噪声敏感的问题,该文提出一种基于扩散模型和边缘信息引导的QIS图像重建算法,以实现快速高质量重建。该算法将测量子空间约束引入无条件的扩散模型反向扩散过程以满足数据一致性和自然图像数据分布的要求,最大似然估计算法重建图像的边缘轮廓成分作为辅助信息引导采样,在减少采样步数的同时提升重建质量。该算法在多个通用数据集上进行测试,并与典型的QIS图像重建算法和基于扩散模型的方法进行比较,实验结果表明,该算法有效地改善了图像重建质量,且对读出噪声具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 量子图像传感器 单光子成像 扩散模型 边缘信息

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日本进入“量子技术元年”

9

《养猪》 2020年第3期120-120,共1页

【《日本经济新闻》网站1月10日报道】以量子计算机为代表,量子技术这一新科技正在带来创新。与超级计算机相比具备压倒性计算速度的“量子计算机”、能感知极细微环境变化等的超高灵敏感度“量子传感器”与防止机密信息泄露的“量子密... 【《日本经济新闻》网站1月10日报道】以量子计算机为代表,量子技术这一新科技正在带来创新。与超级计算机相比具备压倒性计算速度的“量子计算机”、能感知极细微环境变化等的超高灵敏感度“量子传感器”与防止机密信息泄露的“量子密码通信”,最先掌握这些技术的国家有可能在产业竞争力和安全保障方面占据优势。 展开更多

关键词 量子计算机 超级计算机 机密信息 量子技术 产业竞争力 安全保障 量子传感器 压倒性

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匀场线圈研究与设计工程实践平台搭建

10

作者 翟跃阳 黄彬越 +2 位作者 刘颖 陆吉玺 全伟 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第5期161-165,共5页

匀场线圈是量子传感器中的关键部件,在原子磁强计实验中,线圈产生的磁场用于抵消剩余磁场,使磁强计在接近零磁的均匀磁场下工作,实现超高灵敏磁场测量。实验室搭建了支持匀场线圈理论研究、工程设计、测试验证的工程实践平台。平台以线... 匀场线圈是量子传感器中的关键部件,在原子磁强计实验中,线圈产生的磁场用于抵消剩余磁场,使磁强计在接近零磁的均匀磁场下工作,实现超高灵敏磁场测量。实验室搭建了支持匀场线圈理论研究、工程设计、测试验证的工程实践平台。平台以线圈磁场分布物理模型为基础,支持利用程序算法优化线圈结构参数,设计加工并测试线圈常数和均匀度指标。学生通过平台完成理论建模和工程实验,加强了对线圈磁场原理的理解,在优化设计过程中锻炼了数学思维,提升了工程实践能力。 展开更多

关键词 匀场线圈 量子传感器 群体智能优化算法 电磁场

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基于强化学习的免调参即插即用单光子图像重建方法 被引量：2

11

作者 陈爽 田烨 付莹 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3600-3612,共13页

量子图像传感器(Quanta Image Sensor,QIS)具有超高的单光子灵敏度与空间分辨率,因此其有望成为替代CMOS的下一代图像传感器.然而,从QIS获取的原始数据是二进制的图像帧,因此需要采用图像重建算法从二进制观测值中恢复原始场景.现有的... 量子图像传感器(Quanta Image Sensor,QIS)具有超高的单光子灵敏度与空间分辨率,因此其有望成为替代CMOS的下一代图像传感器.然而,从QIS获取的原始数据是二进制的图像帧,因此需要采用图像重建算法从二进制观测值中恢复原始场景.现有的方法包括基于模型的QIS图像重建和基于深度学习的QIS图像重建,其中基于模型的QIS图像重建通常需要进行大量的优化迭代,且对内部参数选择高度敏感.而基于深度学习的QIS图像重建则往往需要对每个具有细微不同的任务设计和训练单独的网络模型,灵活性欠缺并在很大程度上限制了其实用性.为了解决上述QIS图像重建方法的局限性,本文提出一种基于强化学习的免调参即插即用单光子图像重建方法.该方法能够自适应地对不同输入图像、不同过采样倍率和重建所处的不同迭代轮次动态选取合适的参数,实现更好的重建效果.具体地,本文将即插即用框架下的QIS图像重建任务中需要手动调整的参数建模为序列决策问题,引入结合无模型强化学习和基于模型强化学习思想的算法学习一个最佳策略,以实现对于不同输入图像在每次优化迭代时的最优超参选择.在合成和真实数据集上的实验结果表明,本文提出的方法可以在过采样倍率为4、6、8三种情况下,在峰值信噪比上相较现有先进方法提高约0.44~0.60 dB,在重建的视觉效果上也能够保留更多的纹理细节.真实极暗光QIS图像数据已在https://github.com/ying-fu/Real-SPAD-Dataset公开. 展开更多

关键词 量子图像传感器 单光子成像 即插即用 强化学习 图像重建

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消多普勒饱和吸收激光稳频教学实验平台 被引量：1

12

作者 全伟 段利红 +2 位作者 刘清波 杜鹏程 李光慧 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第7期178-182,227,共6页

激光器是原子磁强计、原子陀螺仪等量子传感器的核心部件。量子传感器通过激光、磁场等与原子的相互作用,实现对相应物理量的高精度测量。激光频率优化及稳定是实现量子精密测量的关键技术。该文在理解原子能级跃迁、激光饱和吸收稳频... 激光器是原子磁强计、原子陀螺仪等量子传感器的核心部件。量子传感器通过激光、磁场等与原子的相互作用,实现对相应物理量的高精度测量。激光频率优化及稳定是实现量子精密测量的关键技术。该文在理解原子能级跃迁、激光饱和吸收稳频原理基础上,搭建了消多普勒激光饱和吸收稳频教学实验平台,通过扫描铷原子的消多普勒饱和吸收光谱,将激光频率锁定在铷原子的D1线上,获得了频率高度稳定的激光输出。该平台能够使学生直接观测原子吸收与激光频率稳定的过程,有助于学生对激光与原子相互作用的深入理解以及实验动手能力的提升,为研究生和本科生的相关课程教学提供了有力支撑。 展开更多

关键词 量子传感器 量子精密测量 精细能级 激光稳频 消多普勒饱和吸收谱

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碱金属气室参数测试教学实验平台搭建 被引量：1

13

作者 韩邦成 陆吉玺 +2 位作者 张少文 翟跃阳 胡朝晖 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第1期56-58,97,共4页

碱金属气室是原子磁强计、原子陀螺仪、原子钟等量子传感器的核心敏感元件,其内部的碱金属原子蒸汽通过与激光、磁场等相互作用,实现对物理量的高精度测量。实验室搭建了针对一类高温、高压碱金属气室的参数测试教学实验平台,该平台通... 碱金属气室是原子磁强计、原子陀螺仪、原子钟等量子传感器的核心敏感元件,其内部的碱金属原子蒸汽通过与激光、磁场等相互作用,实现对物理量的高精度测量。实验室搭建了针对一类高温、高压碱金属气室的参数测试教学实验平台,该平台通过测量激光吸收光谱,获得气室内部缓冲气体的压强以及碱金属原子蒸汽的原子数密度。该平台使学生能够直接观察到激光与原子的相互作用,有助于学生加深对碱金属气室的理解以及培养学生的实验动手能力,同时也为研究生和本科生的相关课程提供了有力支撑。 展开更多

关键词 量子传感器 碱金属气室 激光吸收光谱 压力展宽

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