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1.
紫外超短脉冲的准分子激光放大技术
张艳琳, 游利兵, ∗, 王宏伟, 王 琪, 胡泽雄, 范 军, 方晓东,
量子电子学报 2022, 39 (
5
): 677-686. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.05.001
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由于具有波长短、聚焦特性好、峰值功率高等优势, 紫外超短脉冲在超快科学、强场物理等领域具有 重要的应用价值。准分子激光工作气体作为增益介质在放大紫外超短脉冲方面具有独特的优势, 利用准分子激 光放大紫外超短脉冲获得高强度的激光输出为紫外激光的应用提供了新的可能性。概括介绍了准分子激光放 大的特点, 进而基于准分子的放大特性分单元介绍了紫外超短准分子激光放大技术, 并对深紫外超短脉冲脉宽 的测量进行了简单阐述。
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2.
YAG 晶体的位错研究进展
张 瑞, 梅大江, ∗, 石小兔, 马荣国, 张庆礼, ∗, 窦仁勤, 刘文鹏,
量子电子学报 2022, 39 (
5
): 687-706. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.05.002
摘要
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大尺寸 YAG 晶体的生长不可避免地会出现各种缺陷, 位错是晶体中主要的缺陷之一。位错会产生应力 双折射, 降低晶体的光学均匀性, 增大损耗、缩短使用寿命等, 因此生长出无位错或低位错 YAG 晶体对发展高效 率固体激光器具有重要意义。本文综述了近四十年来国内外对于 YAG 晶体的位错研究状况,总结了化学腐蚀 法、缀饰法、同步辐射法、应力双折射法、X 射线透射形貌术、光散射层貌术等在位错方面的研究以及 TEM、 SEM 等方法在 YAG 位错研究上的应用, 并对晶体生长工艺对晶体内部位错密度与分布的影响进行了介绍, 为大 尺寸、高品质 YAG 激光晶体的制备和位错研究提供了参考。
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3.
辐射制冷技术的物理基础与研究进展
片思杰, 夏林骁, 田哲源, 李 赓, 王铸宁, 马耀光, ∗
量子电子学报 2023, 40 (
1
): 1-21. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2023.01.001
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随着现代社会能源与极端气候问题日益严峻, 零能耗的辐射制冷技术越来越受到人们的关注与重视。 从 2014 年日间辐射制冷首次被实验实现以来, 辐射制冷技术已从结构设计、材料选择、制备工艺、集成应用 等多个角度被广泛研究, 产生了包括镀膜、涂层、柔性薄膜、织物等多种类型的器件。新的研究也越来越重视 辐射制冷在场景兼容性以及环境、气候自适应性等方面的需求。开发多场景兼容、自适应环境变化且具有动 态热调控能力的新型辐射制冷器件, 对辐射制冷技术的实用化以及能源、医疗、工业生产等领域都有着重要意 义。本文围绕辐射制冷技术所运用的基础物理原理与光子学结构设计, 综述了辐射制冷器件的基本技术与其在 场景兼容、温度自适应热调控等方面的进展。首先介绍了辐射制冷技术的原理与基本设计方法, 随后重点介绍 了一些典型的辐射制冷结构以及实现多场景兼容与自适应动态调控辐射制冷器件的主要进展, 最后对辐射制冷 器件的发展进行了总结与展望。
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4.
分布式量子计算研究进展
王升斌, 窦猛汉, 吴玉椿, 郭国平, 郭光灿
量子电子学报 2024, 41 (
1
): 1-25. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2024.01.001
摘要
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273
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量子比特的高效拓展是量子计算获取量子加速优势需要解决的基本问题, 分布式量子计算 (DQC) 因其高度 可行性和灵活性, 成为解决量子比特拓展问题的关键技术之一。根据芯片间通信方式的不同, 分布式量子计算可以 分为基于量子隐形传态和基于量子线路拆分的分布式量子计算两种类型, 前者主要面向容错量子计算, 而后者被认 为可在中等规模含噪声量子 (NISQ) 时代有效提升量子计算机算力。从长远角度来看, 作为量子网络的主要应用之 一, 分布式量子计算可以更好地整合接入量子网络的海量量子计算机以解决高难度问题。首先介绍了分布式量子计 算的来源和类型, 在此基础上, 给出了两类分布式量子计算的基本原理和发展状况, 以及关注度较高的应用算法和编 译优化方法。
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5.
光子晶体光纤液压传感技术研究进展
刘华北 , 周 雁 , 邵 杰 , 管祖光 , 陈达如∗
量子电子学报 2023, 40 (
1
): 22-31. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2023.01.002
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235
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基于光子晶体光纤 (PCF) 的液压传感技术具有灵敏度高、抗干扰能力强、适应恶劣环境等优点, 具有 重要的研究意义和广泛的应用前景, 因此受到研究人员的特别关注。在简要介绍 PCF 液压传感基本原理的基础 上, 重点回顾了几种典型的 PCF 液压传感技术, 即双折射 PCF 液压传感技术、PCF 光栅液压传感技术、法布 里-珀罗 (Fabry-Pe´rot) 腔 PCF 液压传感技术、双芯 PCF 液压传感技术, 分别介绍了这四种液压传感技术的原理 与技术方案, 并对各自的性能进行了分析、比较和总结。最后简要归纳了 PCF 液压传感技术的研究现状及未来 发展趋势。
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6.
双波长锁模光纤激光器研究进展
刘梦媛, 齐瑶瑶, 白振旭, 张 雨, 王静静, 丁 洁, 王雨雷, 吕志伟,
量子电子学报 2023, 40 (
5
): 615-634. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2023.05.001
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217
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随着超大容量光通信的发展,密集波分复用技术被广泛采用。该技术需要稳定的高重复频率超快脉冲序列 作为信号源,若采用多个单一波长输出的锁模激光器作为激光光源,系统的成本和复杂性将显著提高;而双波长锁 模激光器因具有双波长输出、脉冲持续时间短、光束质量好和可调谐范围宽等优点,可有效满足超大容量光通信所 需信号源的要求。此外,该光源在光谱学、微波产生等领域也均有应用。双波长锁模光纤激光器可利用双谐振腔结 构、二维材料的高非线性以及腔内滤波效应等设计实现,其中腔内滤波效应可通过在激光谐振腔内插滤波器件、多 模干涉和非线性效应如非线性偏振旋转三种方式引入。目前双波长锁模光纤激光器的输出波长主要在1 μm和1.5 μm波段的光谱区域,输出功率为mW量级,未来将向实现输出中红外或更长工作波段以及瓦级输出功率方向发展。
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7.
光子辅助太赫兹通信技术研究进展
李小军, 王迪, 龚静文
量子电子学报 2023, 40 (
4
): 423-435. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2023.04.001
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面对互联网时代呈指数增长的全球数据流量, 超高速通信的发展需求日益迫切, 太赫兹通信因拥有巨大的可用 带宽资源, 成为下一代超高速无线通信关键技术之一。太赫兹通信系统分为电子学与光子辅助两种类型, 其中后者在通 信速率、频率灵活调控、与光纤接入网无缝融合等方面具有独特优势。首先介绍了典型光子辅助太赫兹通信系统的基本 原理, 在此基本原理框架下, 梳理了系统中信号生成与接收、多维复用以及概率整形等技术的研究进展, 并探讨了该类通 信系统需要进一步解决的问题。
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8.
金属微纳结构操控单光子发射体辐射
吴广坤#, 丁华峰#, 陈建军
量子电子学报 2024, 41 (
2
): 185-193. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2024.02.001
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固态单光子发射体结合了原子优异的光学性质 (如高可靠性、高效率等) 和固态系统的便利性与可扩展性, 在可扩展光量子信息技术中扮演着重要角色。然而, 真空中固态单光子发射体所发出的单光子具有自发辐射速率 低、 各向同性发射、 发射光的偏振状态随机等不足, 这极大地限制了其应用。金属微纳结构支持的表面等离激元具 有巨大的场增强和亚波长的场束缚效应, 因此国内外研究者设计了各种各样的金属微纳结构来操控单光子发射体的 辐射。本研究综述了金属微纳结构在单光子发射体自发辐射增强、 准直辐射、 辐射偏振操控等方面的研究进展, 重 点比较了性能指标并分析了操控机制。最后, 对金属微纳结构操控单光子发射体辐射的挑战和发展进行了展望。
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9.
氟化物磁光晶体的研究进展与应用
吴振, 张中晗, 张振, 周声耀, 苏良碧, 武安华,
量子电子学报 2024, 41 (
2
): 194-206. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2024.02.002
摘要
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54
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光通信技术发展迅速, 激光平均功率不断提高, 磁光隔离器是保证激光单向传输、维持光学系统稳定高效 工作的基础, 而磁光介质作为磁光隔离器的核心部件也因此得以快速发展。首先简要介绍了几种磁光材料以及当 前广泛应用的石榴石磁光晶体的缺点、法拉第效应的原理和应用, 随后系统分析了作为新一代磁光晶体的各类氟化 物磁光晶体的优缺点, 最后展望了CeF3磁光晶体潜在的应用前景以及未来氟化物磁光晶体的发展趋势。
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