量子光学基础

• 利用自发参量下转换产生795nm关联光子对的实验研究

  郝红玉;田龙;原浩翔;李淑静;王海;

  本文进行了自发参量下转换(SPDC)产生795nm关联光子对的实验研究。选择Ⅱ类PPKTP晶体作为非线性介质,用倍频获得的397.5nm紫光作为泵浦光。在实验上首先通过符合计数测量了紫光单次穿过PPKTP晶体时SPDC过程产生的光子对亮度,当泵浦光功率为5mW时,测得符合计数为53 150/s。然后将下转换过程放入光学谐振腔中,对下转换光子的线宽进行压窄。实验上测得下转换光子对的关联时间为14.6ns,对应线宽约为15MHz。本文为纠缠光子对在Rb原子系综中的存储提供了实验基础。

  2014年03期 v.20;No.76 177-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 415K]
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• 有限深势阱下抛物量子线量子比特及其声子效应

  王秀清;宋慧超;肖景林;

  采用Peaker变分法,研究了在有限深势阱下抛物量子线量子比特及其声子效应。量子线中这样的二能级体系可作为一个量子比特。当量子线中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度|ψ01(t,x,y,0)|2随着势阱宽度的增加而减小;电子的振荡周期T0随耦合强度α的增大而减小;振荡周期T0随受限长度l0的增加而增加。

  2014年03期 v.20;No.76 183-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 349K]
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量子信息科学与技术

• 基于稳定子码的在噪声信道的量子安全直接通信方案研究

  安辉耀;于涛;刘敦伟;张鹏;李挥;查俊;

  量子安全直接通信是继量子密钥分配后,量子通信领域又一重要的研究领域,它要求通信双方在预先不需要建立共享密钥的情况下就可以实现消息的保密传输。不同于属于非确定通信的量子密钥分配,量子直接通信受信道噪声的影响更大,需要更好的检错纠错能力。本文根据稳定子码纠错理论和GHZ三态纠缠粒子的特性提出了一套基于稳定子码理论的量子直接通信方案,使其在保持无条件安全性的基础上可以对单量子的相位和比特错误进行纠错检错,大大降低了信道的整个通信过程的量子比特错误率。

  2014年03期 v.20;No.76 187-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 184K]
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• 基于旋光-双反射结构的星载量子密钥分发精跟踪系统控制算法研究

  张洪革;郝晨露;陈晨;

  研究了旋光-双反射结构作为星载量子密钥分发终端的精跟踪系统时的反射光偏振态保持情况,分析了反射光面(由入射光和反射光适量确定)不一致导致的反射光子偏振态变化情况,并计算了此时可能引入的量子误码率。根据双反射结构的特点,给出了两个反射镜法线方向与入射光、出射光矢量之间的关系,并据此提出了旋光-双反射结构的卫星精跟踪系统控制算法。

  2014年03期 v.20;No.76 192-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 603K]
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• 光子回声量子存储器中非均匀展宽频谱对存储效率的影响

  吴妙鑫;王明锋;郑亦庄;

  本文提出了一个利用光子回声技术探究非均匀展宽频谱线形(如高斯、洛伦兹分布)对存储效率影响的简捷方法。我们发现当信号光脉冲的持续时间与介质频谱线宽的乘积远大于1时,可将分布函数的傅里叶变换近似成狄拉克函数,使得研究非均匀展宽频谱对存储效率的影响变得非常容易;通过计算发现不同线形分布达到最佳存储效率的光学深度有所不同,频谱线形趋于均匀时达到最优存储效率的存储介质光学深度最小。该研究对实验上实现最优化光量子态存储具有指导意义。

  2014年03期 v.20;No.76 197-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 328K]
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• 基于量子核函数算法的图像压缩研究

  张健;李白燕;

  为了提高图像压缩的质量,提出量子核函数算法。首先采用自适应灰度阈值使图像归一化处理,用量子比特表示图像白色和黑色状态的出现概率;然后每个像素点的值被编码为量子角度向量;接着构造适应度函数的极小值获得高斯径向基核函数的最优核宽,在量子核影响半径以外的像素量子编码不再起引导作用;最后给出了算法流程。实验仿真显示本文算法的压缩重构效果清晰,PSNR最大,压缩时间最少。

  2014年03期 v.20;No.76 202-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 313K]
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• 基于二能级光量子态存储效率的研究

  付艳;王明锋;郑亦庄;

  本文研究利用沉默再生效回声(ROSE)技术实现光量子态存储的效率。利用自然非均匀展宽的二能级原子系综,不需应用任何外部的电场或磁场进行调控。在均匀光谱分布下,我们对吸收过程和读取过程进行分析,得出量子的存储效率。发现对于光子向前读取过程,存储效率的最大值能达到54%;而当光深度达到无穷大时,向后的读取效率可达到100%。我们给出了详细的理论推导过程。

  2014年03期 v.20;No.76 208-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 267K]
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• 静态可透光障碍物对鬼成像影响的实验研究

  李转;王俊玲;许永晗;杨冰;王洋;

  理论分析鬼成像的抗干扰原理;分别用塑料泡膜和装满自来水的矿泉水瓶作为障碍物,放置在物体与桶探测器之间,进行静态可透光障碍物对鬼成像影响的实验研究,结果表明障碍物对成像几乎不产生影响,这种成像方式确实具有一定的抗干扰特性。

  2014年03期 v.20;No.76 214-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 475K]
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光与物质相互作用

• 强耦合条件下内腔电磁诱导透明和正交模劈裂的研究

  周海涛;武晋泽;王红丽;刘超;张俊香;

  文章分析了Λ-型三能级原子与腔耦合系统在强耦合条件下,腔透射谱在随腔模失谐的变化情况。结果表明,改变腔模失谐不但对正交劈裂峰会产生频移,同时对内腔EIT峰也会产生频率推移,并且在单光子失谐时,推移程度也有所不同;当腔模失谐达到自由光谱区的一半时,内腔暗态极子模出现双峰结构。这一结果对研究基于原子腔系统的关联光场具有积极的意义。

  2014年03期 v.20;No.76 218-225页 [查看摘要][在线阅读][下载 850K]
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• 倒Y型四能级系统中自发辐射诱导相干对弱探测场的色散和吸收特性的影响

  花轩;张向阳;

  本文研究了倒Y型四能级系统中自发辐射诱导相干对探测场的色散和吸收特性的影响。在稳态条件下利用密度矩阵微扰理论推导出了密度矩阵的迭代解。数值分析了自发辐射诱导相干对线性和非线性折射率和吸收系数的影响,分析了泵浦场和耦合场偏离双光子共振对弱探测场色散和吸收特性的影响。研究发现自发辐射诱导相干使弱探测光的线性和非线性折射率增强,同时形成一个较宽的透明窗。在没有自发辐射诱导相干的情况下,泵浦场和耦合场偏离双光子共振对探测场的线性和非线性折射率影响明显,在有自发辐射诱导相干的情况下,泵浦场和耦合场偏离双光子共振使得探测场的线性透明窗变窄,非线性吸收增加。

  2014年03期 v.20;No.76 226-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 789K]
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• 开放简并二能级原子系统F_g=2F_e=1跃迁中的量子相干效应

  蔡德欢;张俊香;程荣龙;李中华;

  文章分析了满足Fg=2Fe=1跃迁的开放简并二能级原子系统在磁场作用下的量子相干效应。该模型中,驱动场的偏振方向平行于磁场方向且与探针光偏振方向相互垂直。由于驱动场和塞曼分裂对原子的耦合作用,在不同驱动场拉比频率作用下将会分别出现电磁诱导透明(EIT)和电磁诱导吸收(EIA)效应,同时伴随相应的正常色散和反常色散。通过控制驱动场强度可以有效控制系统的量子相干效应,同时实现光速调控。

  2014年03期 v.20;No.76 234-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 574K]
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• 耦合场线宽和强度对双简并四能级系统的吸收和衍射效率的影响

  刘云;王朴;彭双艳;

  采用密度矩阵方程,分别在引入耦合场线宽和强度、探测场频率变化以及耦合场频率与探测场频率之比变化的条件下,数值计算了双简并四能级原子系统中介质对探测场的吸收(增益)和相位光栅衍射效率的影响。结果表明:耦合场线宽的增大削弱了简并四能级原子相干;不考虑耦合场线宽(R=0)时的增益和衍射效率比考虑耦合场线宽(R≠0)时的大,在耦合光频率与探测光频率之比为ΩcΩp≈400时衍射效率最大可达到35%。

  2014年03期 v.20;No.76 241-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 552K]
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冷原子分子物理

• 基于局域密度近似理论下的相互作用有限粒子数费米气体的临界温度研究

  覃昉;熊辉;王彤彤;

  我们利用局域密度近似方法,通过计算Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程研究了三维谐振子势阱约束下,考虑相互作用的有限粒子数费米气体的临界温度随相互作用强度和系统粒子总数的变化关系。结果表明:在相同的相互作用强度下,系统的临界温度随着粒子总数的增多而升高。在相同粒子数条件下,系统的临界温度随着相互作用强度的增大而升高。这里的结果为实验上进一步探寻有限粒子数下的相互作用多体量子系统的超流态到普通态的临界温度提供了理论依据。

  2014年03期 v.20;No.76 248-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
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非线性光学与光传输

• 慢饱和吸收效应对锁模光纤激光器中脉冲传输特性的影响

  陈昶;唐慧斌;宋丽军;

  石墨烯作为饱和吸收体用于锁模光纤激光器,为超短脉冲的研制开辟了一条新途径。本文以耦合非线性薛定谔方程为理论模型,对锁模光纤激光器中超短脉冲产生及传输做了详细的研究,特别是饱和吸收体在脉冲产生及传输过程中对脉冲振幅及中心位置的影响。相关结论将为进一步改善光纤激光器的性能提供一定的理论参考。

  2014年03期 v.20;No.76 253-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 315K]
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光子晶体、表面等离子体和超构材料

• 一维四元镜像对称光子晶体的帯隙研究

  张琴;李文胜;黄海铭;付艳华;

  构造了由AsS、SiO2、PbTe和LiF四种介质组合而成的(AB)m(CD)m-1 A(DC)m-1(BA)m一维四元镜像对称结构光子晶体模型,利用传输矩阵法,研究了该结构的光学传输特性。结果表明:当m≥4,光线垂直入射时,在可见光全波段(400~760nm)范围内恰好有一严格帯隙。四介质的几何厚度各自独立递增时,帯隙红移,宽度增加,反之亦然。随着入射角增加,帯隙将产生蓝移。对于TE波,该光子晶体具有较好的角度宽容度,可实现全角度在可见光大部分波段(400~705nm)范围内的反射;对于TM波,仅能在可见光小部分波段(400~520nm)实现全角度反射。

  2014年03期 v.20;No.76 257-261页 [查看摘要][在线阅读][下载 591K]
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激光物理与激光技术

• 具有高输出功率的多量子阱发光二极管的结构设计

  刘映群;丁向荣;

  设计了具有高量子效率的发光二极管(LED)芯片。通过采用Mg掺杂的AlInN-InGaN-AlInN作为LED的电子阻挡层,减小由极化引起的静电场,增大电子和空穴波函数的交叠比,从而增大了辐射复合速率。提高辐射复合速率有利于缓解电子泄露问题,增加了LED的发光功率,减小LED在大电流下的效率下降问题。新设计的芯片在大电流注入下,发光功率是传统结构的两倍。

  2014年03期 v.20;No.76 262-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 460K]
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• 光在可变厚度介质中后向散射传输的偏振特性分析

  徐敬一;高隽;范之国;徐少罕;

  针对不同浓度下介质厚度改变对后向散射光偏振特性影响的问题,以典型蒙特卡罗偏振模型为基础,提出了一种基于后向散射的可变介质厚度蒙特卡罗偏振模型。根据本文提出的模型开展了仿真实验,得到了不同浓度下介质厚度与后向散射偏振特性的影响关系。仿真结果表明,介质厚度在不同浓度下均对后向散射光的偏振度有着直接影响;在低浓度的情况下,介质厚度增加主要起消偏作用,浓度达到一定阈值后,介质厚度增加起起偏作用;在低浓度的情况下,线偏振光的后向散射光偏振保持特性优于圆偏振光,浓度达到一定阈值后,圆偏振光的后向散射光偏振保持特性优于线偏振光;在浓度极高的情况下,线偏振光与圆偏振光的保持特性趋于一致。

  2014年03期 v.20;No.76 266-270页 [查看摘要][在线阅读][下载 518K]
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