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量子电子学报2020 Vol.37
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1.
BeX+(X = H, D, T)低能电子态的光谱特性研究
卢丹华 和小虎 赖云忠 王泽育 邱选兵 李传亮
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 1-6.
摘要
(
100
)
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基于cc-pVQZ基组,使用内收缩多参考组态相互作用方法计算了BeX+ (X = H, D, T)离子第一解离极限Be+ (2S) + X (2S)和第二解离极限Be+ (2P) + X (2S)的6个电子态 (X1Σ+,a3Σ+,A1Σ+,b3Π,B1Π,c3Σ+)的势能曲线。根据势能曲线的计算结果,利用LEVEL程序求解一维的径向薛定谔方程,获得了相应电子态的振-转能级、A1Σ+ - X1Σ+之间的Franck-Condon因子以及振动能级辐射寿命。利用Breit-Pauli算符计算了b3Π和c3Σ+态自旋-轨道耦合分裂。分析了BeH+离子A1Σ+态在振动温度为2500,5000,7500,10000 K时的玻尔兹曼布居分布。另外,模拟了振动温度为10000 K,转动温度分别为500,1000,1500,2000 K时,A1Σ+ - X1Σ+电子系统Δυ = -2和Δυ = -3谱带的转动谱线强度分布。
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2.
车载便携式FTIR系统抗振性能研究
陈育泽 胡 荣 徐 亮 曲立国 金 岭 杨伟锋 段静波 伍德侠 沈先春 刘建国 刘文清
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 7-14.
摘要
(
81
)
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为了防止FTIR光谱仪在车载运动过程中产生的振动对光谱仪造成不良影响,保证光谱仪的信噪比及测量精度,采用角镜式干涉仪结构与单自由度减振系统相结合的FTIR光谱仪系统来提高仪器抗振性能。对FTIR光谱仪系统进行了几组桌面振动测试实验,验证了角镜式结构具有一定抗振性能,其中单自由度减振系统对系统抗振性能有明显提高。最后,进行FTIR光谱仪系统车载实验,得出运动中测量的光谱平均信噪比达到静止过程中平均信噪比的94%,结果表明整机系统能够很好的在移动平台上平稳运行,具有良好抗振性,为光谱仪的车载运行检测提供应用条件。
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3.
基于FPGA的切比雪夫梳状补偿滤波器
陈志 武斌
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 15-21.
摘要
(
109
)
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积分梳状(CIC)滤波器因结构简单和良好的抗混叠性,被应用于各种信号处理系统中。针对传统CIC滤波器通带失真较大和阻带衰减较小的问题,通过分析CIC滤波器的特点,提出了一种切比雪夫梳状补偿滤波器(C-CIC)。MatLab仿真结果表明,与传统CIC、内插二阶多项式级联积分梳状滤波器(ISOP-CIC)和余弦积分梳状滤波器(CIC-COSINE)相比,当CIC级联的级数相同时,C-CIC滤波器在频率fc处通带幅值的失真和频率fa处的阻带衰减都得到了较大改善。经过Quartus仿真得知,达到相同的幅频特性时,C-CIC滤波器消耗的片上资源少于ISOP-CIC和CIC-COSINE滤波器。C-CIC滤波器可以更好地应用于波长调制-可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)系统中。
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4.
基于动态阈值和全局信息的SIFT量子图像拼接
唐泽恬 丁 召 曾瑞敏 钟岷哲 朱登玮 王昱皓 王 阳 杨 晨
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 22-28.
摘要
(
73
)
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针对量子图像拼接使用传统SIFT算法易造成特征点数量不合理和误匹配率高的问题,提出基于动态阈值和全局信息的SIFT量子图像拼接算法。在特征点数量不合理方面,利用特征点数量与量子点或量子环数量呈现正比例关系这一特性,通过量子点或环的密度对SIFT算法的对比度阈值进行设置,以得到合适的特征点数量。在误匹配率高方面,通过构建全局信息描述子,并与SIFT局部描述子相结合,以降低误匹配率。实验表明:改进的算法有效地完成了量子环、量子线和量子点图像的拼接;将量子图像的特征点有效的控制在一个合理的范围内,并将误匹配率从17.34%~33.02%降低至10.84%~20%,使量子图像的拼接具有更好的可靠性。
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5.
腔光力系统中机械振子的参量压缩
谌成渝 毛添华 龚志成 袁 泉 付 号 曹更玉
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 29-33.
摘要
(
80
)
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微纳机械振子在精密测量领域有着广泛的应用,其中调幅或者调频技术是机械振子力学探测中常用的两种方法。一般情况下机械振子测量灵敏度主要受到热噪声的限制。因此,采用压缩的方法来降低特定相应测量分量上的热噪声可以有效提高微纳机械振子的力学测量灵敏度。在腔光力系统中通过锁相环路锁定机械振子的振动频率,并利用光学囚禁对机械振子的振动频率进行调制,在调制频率为机械振子共振频率的两倍时成功对机械振子的特定振动分量进行了压缩。并且通过反馈增强系统稳定的方法,成功的超越了参量压缩的3dB极限,达到了4.4dB的最大压缩率。
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6.
基于七粒子纠缠态实现受控双向非对称隐形传态
邵忠良 龙银香
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 34-42.
摘要
(
57
)
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基于一个七粒子纠缠态,提出了两个新的双向非对称受控隐形传态方案。第一个方案实现一方传输一个单qubit态而另一方同时传输一个2-qubit态;第二个方案实现双方分别同时传输一个2-qubit态,其中:一个是任意形式的2-qubit态,而另一个是Schmidt形式的2-qubit态。在第一个方案中,参与者1和参与者2分别对他手中的粒子使用Bell基进行联合测量,并把测量结果发送给对方;而监督者使用X算子基对他的qubit进行单qubit测量,并把测量结果发送给两个参与者。在第二个方案中,参与者1对他手中的粒子使用Bell基进行联合测量,参与者2对他手中的粒子使用GHZ基进行联合测量,他们把测量结果相互发送给对方;而监督者使用X算子基对他的qubit进行单qubit测量,并把测量结果发送给两个参与者。与其它方案相比,我们的方案具备以下两个优点:一是我们的两个方案可以分别总共传输三个和四个2-qubit态,故通信效率较高,两个方案的通信效率分别为3/7和4/7;二是方案中使用的七粒子纠缠态制备线路简单,故方案较易于实现。
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7.
量子-经典混合光网络波长分配优化方案性能分析
王欢 周媛媛 虞味
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 43-49.
摘要
(
55
)
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在量子-经典混合光网络中,量子信号和经典信号波长如何分配决定了量子密钥分发性能受经典光信号噪声影响的程度。针对基于量子信号所受噪声最小化原则的波长分配优化方案,研究了量子密钥分发性能的优化程度;分析了波长间隔、信道数目等因素对量子密钥分发性能的影响。仿真结果表明,优化方案提升了网络的密钥生成率以及最远安全传输距离;在量子信道和经典信道数目均一定的情况下,网络的量子密钥生成率和最远安全传输距离随着波长间隔的增大而减小;在经典信道数目和波长间隔一定的情况下,随着量子信道的增多,网络的总密钥生成率增大,而每个量子信道的平均密钥生成率和最远安全传输距离均减小。
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8.
任意二量子态的混合双向受控量子通信
彭家寅
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 50-56.
摘要
(
66
)
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以九量子纠缠态为量子信道,提出了任意二量子态的混合双向受控量子通信协议。在该协议中,位于遥远两方的Alice和Bob既是发送者又是接收者,Alice能够传送一个未知任意二量子态给Bob,同时Bob也能够帮助Alice远程地制备一个任意二量子态。该协议表明:仅当两个发送者与控制者相互合作,量子任务才能完全成功完成,且总的成功概率为100%。
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9.
减轻光源抖动对量子密钥分发性能影响的方法
沙倚天 冯 宝 贾 玮 李 维
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 57-62.
摘要
(
59
)
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在实际的量子密钥分发系统中,光源参数会随着时间、环境的变化而抖动,导致量子密钥分发的成码率等性能下降。提出一种减轻光源抖动对量子密钥分发性能影响的方法。该方法使用标记相干态光源代替广泛使用的弱相干态光源,可以有效地提高量子密钥分发在光源抖动下的安全密钥生成率,克服光源抖动对量子密钥分发性能的影响,并增大传输距离。通过理论分析和数值仿真验证了本方法的可行性,本方法对量子密钥分发的实际应用提供了一种思路。
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10.
∧型三能级原子诱导动镜和腔场的稳态纠缠
张彩云 潘桂侠 李虎 陈华俊 昌语
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 63-69.
摘要
(
104
)
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提出了一个在法布里-帕罗腔中由∧型三能级原子去纠缠动镜和腔场的方案,介绍了通过辐射压力产生光机械系统稳定纠缠的机理。研究表明,在原子介质存在的情况下,系统可以得到更大的稳定纠缠。所提方案使用西蒙判据判定纠缠,并采用纠缠负度量化系统的稳定宏观纠缠。当腔场和原子之间的耦合越大时,系统的纠缠越大。在原子的帮助下,系统的纠缠最大值从0.5增加到2.05。此外,考虑腔场耗散时,这种稳态宏观纠缠仍然存在。
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11.
振幅阻尼信道下量子囚徒困境模型均衡解分析
杨阳 王爽 张新立
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 70-75.
摘要
(
185
)
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针对开放量子系统中外部环境对系统本身造成影响而出现的退相干现象,利用量子博弈相关理论,通过EWL量子化方案,建立了振幅阻尼信道条件下的量子囚徒困境博弈模型,在无记忆与完全记忆两种情形下,求出了模型的收益与纳什均衡解,分析了噪音强度对纳什均衡解的影响,得出在无记忆条件下,当噪音强度小于阈值0.5961时,噪音对纳什均衡没有影响,而在完全记忆条件下,则阈值增大到0.9654,说明振幅阻尼信道在完全记忆比无记忆条件下的纳什均衡解更趋于稳定,更不易受外界环境的影响,为开放量子系统下提出解决囚徒困境的可行性方案提供了一定的决策参考依据。
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12.
与级联三能级原子相互作用的二项式态光场的量子特性
丛红璐 赵玉娜 陈 雷 王林杰 任学藻
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 76-82.
摘要
(
40
)
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在非旋波近似,对级联型三能级原子与单模二项式态光场相互作用的能谱以及二阶相干度进行了精确求解。利用保真度对能级的交叉问题进行了讨论,研究了二项式态光场参数及原子初始状态对光场二阶相干度的影响。数值计算结果表明:随着光场参数η的增大光场呈现聚束效应的持续时间逐渐减小,初始时刻原子能级的叠加使得光场呈现反聚束效应持续时间明显减少,当η值足够大时,无论原子初始时刻处于何种状态光场都将完全呈现反聚束效应。由于非旋波项产生的虚光子效应,二阶相干度演化曲线出现小锯齿状振荡。
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13.
湍流信道下中继辅助非共面紫外散射通信性能分析
牟卫峰 蒲涛 郑吉林
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 83-87.
摘要
(
49
)
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摘要:紫外光通信由于其散射特性能够适应复杂的工作环境。但是,大气吸收、散射及湍流同时也造成了信号强度的快速衰减落,从而极大地限制了传输距离。协同中继是克服这一缺点、扩大通信范围的有效手段。本文考虑大气湍流条件下非共面中继辅助紫外散射系统,推导得到了译码转发和放大转发两种协议下中断概率的闭式表达式。通过蒙特卡洛仿真,验证了理论分析结果的正确性。仿真结果表明:译码转发的中断性能优于放大转发,光发送功率越大、接收仰角越小、偏轴角越小,系统的中断性能越好。偏轴角不同,中断概率随发送仰角的变化规律不同。
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14.
声子色散对单层石墨烯中弱耦合极化子性质的影响
杨洪涛 冀文慧
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 88-92.
摘要
(
54
)
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利用线性组合算符和LLP变分相结合的方法,计及纵光学(LO)声子色散,研究了声子色散对单层石墨烯弱耦合极化子性质的影响.在抛物近似下导出了单层石墨烯弱耦合极化子基态能和零朗道能级的分裂能随声子色散系数的变化关系.数值计算结果表明基态能量随德拜截止频率增大而增大,零朗道能级的分裂能级差随声子色散系数的增大而减小.
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15.
窄带隙半铅锡钙钛矿太阳能电池研究
倪 斌 李新化
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 93-98.
摘要
(
91
)
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半铅锡钙钛矿太阳能电池因其窄带隙低毒性的优点,成为了钙钛矿太阳能电池研究中的热点方向。但是铅锡钙钛矿成膜质量差,限制了电池效率的提高。通过在前驱液中加入二甲基亚砜延缓薄膜结晶速率,制备了致密无孔洞的高质量薄膜。同时,使用氟化锡和富勒烯衍生物分别减少了钙钛矿晶格中和晶界、界面处的缺陷,提高了器件效率。通过上述手段制备的半铅锡钙钛矿太阳能电池效率可达15.1%。
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16.
Spin conductance switch effects in Rashba-Dresselhaus quantum wire with two step-likes
徐中辉 洪兆海 罗兵 黄劲松 王晓慧
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 99-109.
摘要
(
59
)
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利用紧束缚近似的非平衡格林函数法,研究了含Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合效应的双阶梯型量子线中电子的自旋电导开关效应。结果表明在正向偏压下,系统有大的自旋电导出现;但在反向偏压下,这个大的自旋电导会消失。并且自旋电导随着Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合效应的变化呈现圆形结构,表明Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合效应引起自旋电导的作用是一样的,因此可以通过调节Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合效应来控制自旋电导。该系统在未来有可能用来制作全电自旋电导开关的量子线。
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17.
中远红外波段周期凹槽金属表面的等离子体激元
朱方明 李 军 胡克用
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 110-117.
摘要
(
81
)
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对中远红外波段周期凹槽金属表面结构上传播的表面等离子体激元(surfaces plasmon polaritons,SPPs)进行了研究,结果表明金属表面刻周期凹槽可以显著降低人工SPPs的渐近频率,提高金属表面对电磁场的约束能力。还研究了该波段金属的吸收损耗对人工SPPs特性的影响,结果显示基于刻槽周期表面结构,不仅可以获得场的亚波长约束,还可以实现长距离传输。通过对电磁波沿该表面结构的传输特性的模拟,还验证了表面结构所支持的SSPPs的导波能力。该表面结构对设计和开发中远红外波段的新型集成导波器件具有参考意义。
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18.
量子电子学报 2020, 37 (
1
): 118-128.
摘要
(
28
)
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19.
相干激光测风技术研究进展
罗 杰, 侯再红, 靖 旭, 王振东, 安晏阳, 秦来安, 吴 毅, 仇陈祥,
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 129-137.
摘要
(
254
)
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相干激光雷达探测精度高,响应时间快,系统结构紧凑,近年来在测风领域已有长足的发展,成为最先进的测风工具之一,具有良好的研究意义和应用前景。简要介绍了相干激光测风雷达的技术优势,从工作原理和具体应用的区别上详细描述了分别以连续激光和脉冲激光作为光源的两类相干测风雷达,重点介绍了这两类技术的国内外发展历史及其最新进展,并分别从光源波长的选用、激光工作的方式和应用平台的多样化等多方面简要总结了相干激光测风雷达的发展趋势。
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20.
利用介电环境调控石墨烯等离激元和基底声子的耦合(封面文章)
曾 凯, 范晓东, 王冬利, 李晓光, 曾长淦
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 138-143.
摘要
(
117
)
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石墨烯等离激元在中红外到太赫兹波段有广阔应用前景。以往研究关注于 变石墨烯条带周围的介电环境。数值模拟表明,与放置在平整二氧化硅基底上的石墨烯条带相比,放置在凹槽中的石墨烯条带的等离激元和声子耦合增强。此外,在远离声子频率处色散曲线明显下移,低频段两个色散分支的最大光吸收率也有显著提高。而将石墨烯条带放置在凸台上则结果相反。 激元和基底声子的耦 合可以通过改变石墨烯条带边缘介电环境这种简单方式得到有效调控。
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21.
氮气与甲烷混合气生成CN自由基研究
管忠银, 李 宝, 钱佳丽, 邓伦华, 徐淮良,
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 144-149.
摘要
(
89
)
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CN自由基在生命形成过程中起着重要作用。在早期行星大气中,CN的生成与氮气(N2)和甲烷(CH4)有密切关系。以土卫六大气成分为参考,利用CH4和N2的混合气体模拟早期大气环境,并对模拟大气进行辉光放电产生CN自由基,通过测量CN自由基的吸收光谱研究了CH4、N2比例和土卫六大气中的痕量气体对CN生成的影响。在N2和CH4混合气体的低压辉光放电中,当CH4气压占总气压的20%左右时,CN自由基的生成浓度最大。保持N2和CH4气压配比不变而改变总气压时,起初CN自由基浓度随总气压增加而增加;当总气压超过60 Pa时,CN自由基浓度随着总气压的增加趋缓;而当总气压大于90 Pa时,CN浓度随着总气压的增加缓慢减少。在给定气压和CH4- N2浓度配比条件下,CN自由基的浓度都随放电电流增加而增大。土卫六大气中存在痕量水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)和一氧化碳(CO),在N2和CH4混合气体放电过程中加入少量这些气体都会抑制CN自由基的生成。
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22.
啁啾波形调控产生水窗区间光谱连续区和阿秒脉冲
刘 航, 冯立强
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 150-156.
摘要
(
74
)
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为了获得能量范围在水窗区间的高强度光谱连续区,提出了一种利用啁啾调频场调控激光波形,进而实现高强度水窗区间光谱连续区的方法。研究发现:在单色多周期负向啁啾调频场驱动下,谐波截止能量可以得到延伸。当引入第二束负向啁啾激光场时,不仅谐波截止能量延伸到水窗区间,而且谐波辐射强度有近3个数量级的提高。当引入第三束123 nm紫外激光场时,在紫外共振电离的影响下,谐波辐射强度进一步增强。谐波强度增强与第三束激光场啁啾参数和激光相位几乎无关。最后,通过叠加水窗区间光谱的谐波可获得脉宽为38 as的单个阿秒脉冲。
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23.
用于选通成像的半导体激光器列阵 光束整形技术研究
张百顺, 范一松, 奚居仁, 吴 碧, 郭 欢, 陈春城, 郭 强
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 157-164.
摘要
(
83
)
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介绍了基于半导体激光器列阵的距离选通成像系统的总体组成,并针对系统的要求提出三种半导体激光器光束整形设计方案,利用Zemax软件对三种不同结构的整形方案进行了仿真及实验对比分析。结果表明叠层阵列宏透镜准直方案结构简单,对整形透镜的装配精度要求不高,成本低廉,但其对Bar条之间平行性和共面性要求较高; 光纤耦合阵列准直方案的光束发散角最小,但耦合损耗较大; 而基于柱状微透镜准直的叠层阵列光束整形方案具有较高的光收集效率、较小的发散角、工艺复杂性适中,适于远距离激光主动照明成像的工程应用。
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24.
腔光力系统中的光学传输特性研究
严薛强, 陈华俊
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 165-171.
摘要
(
76
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研究了含有两条特殊路径的环形光力系统的光学传输特性,这两条路径结构相互独立但彼此间存在声子、光子耦合。通过调节两条独立耦合路径间的耦合强度以及有效光机械耦合率等参数,系统展现出了诱导透明现象的可调谐性。在耦合强度较大时会产生对称失谐点透明峰,距离和强度均可由路径耦合强度调控,从而使基于该系统的全光子开关在理论上成为可能。此外,通过对相关参数的调节,能够轻易地改变透射光的群延迟大小,通过多种途径实现快、慢光的可调谐性。在部分条件下,系统展现出对快慢光调制的优良特性,为相关光子器件的制作与量子现象的研究提供了一个好的平台。
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25.
不含三光子脉冲的环回差分相位量子密钥分发
姜红红, 冯 宝, 陆 忞, 卞宇翔, 高莉莎
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 172-178.
摘要
(
43
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提出一种不含有三光子脉冲的环回差分相位量子密钥分发(QKD)协议。该协议可以在不需要监控信号干扰的情况下产生安全密钥,从而有效地降低实现的复杂度。此外,还提出了仅使用两种强度的诱骗态去估计安全密钥生成率。实验结果表明该协议可以极大地提高安全密钥率,并增大传输距离。而且,仅使用两种强度的诱骗态就可以获得接近使用无穷个诱骗态的性能,有效地减少了诱骗态资源的消耗。
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26.
基于团簇态和贝尔态的不对称双向远程制备
廖延娜, 冯宇森, 彭鑫春
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 179-187.
摘要
(
67
)
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提出了一种利用1个团簇态和3个贝尔态纠缠在一起的特殊量子信道来进行不对称双向远程制备的理论方案。Alice和Bob既是远程量子信息的发送者,也是接收者。Alice帮助Bob远程制备任意一个三粒子的纠缠态,同时Bob也帮助Alice远程制备一个四粒子的团簇态。Alice和Bob分别利用与量子信道相匹配的正交测量基对量子位(1,3,5)位和(8,b)位投影测量;接收方收到对方的测量结果后,对每一种测量结果进行与测量基相对应的幺正变换操作,直接成功制备的概率为1/8。随后给出了提高成功制备概率的方法:选取特定的系数取值,之后重复上述操作,完成任意三粒子纠缠态和四粒子团簇态的不对称双向远程制备。经过计算和验证,对方案进行概率提升后,成功制备的概率可达100%,系统的信息传送效率为36.84%。
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27.
基于Bell态信道直接远程制备任意二量子比特态
陈遵一 侯奎
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 188-195.
摘要
(
39
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提出了两种基于Bell态量子信道的直接远程制备任意复系数二量子比特态的方案。第一个为控制远程制备方案,发送方可以以一定的概率使两个接收方中的任意一位获得初始态,此过程发送方需执行三粒子投影测量和控制方Hadamard门操作。在第二个方案中,初始态的信息由两个独立的发送方共享,当且仅当两个发送方合作,接收方才可在其粒子上重建初始态,此方案需要执行四粒子投影测量。结果表明,两种方案的总成功概率均可达1,方案中的量子资源仅是最简单的Bell纠缠态,且整个操作过程简化灵活。
参考文献
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28.
量子噪声随机流密码中密钥扩展模块的研究
史海勤 蒲涛 郑吉林 谭业腾 陈毓锴
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 196-201.
摘要
(
57
)
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密钥扩展是量子噪声随机流密码(QNRC)高效利用量子密钥分发(QKD)密钥的手段,通常使用经典加密方法来进行密钥扩展。高级加密标准(AES)和Hash算法因其破译难度大,在QNRC实验中常用作密钥扩展。根据分组加密的工作模式,合理设计了计数器(CTR)和密码分组链接(CBC)模式下的Hash扩展方案。并且对不同扩展方案下产生的运行密钥流进行了NIST随机性检测,测试结果表明CTR和CBC模式下的AES和Hash扩展都能通过随机性检测。尤其是CTR模式下的Hash扩展,输入长度可以灵活控制,能较好地适应现代高速光网络的不同需求。
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29.
基于IBM Q的Deutsch-Jozsa算法实现
戴 娟, 李志强, 潘苏含, 张 威, 胡佳佳
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 202-209.
摘要
(
67
)
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Deutsch-Jozsa算法首次实现了对经典算法的指数级加速,解决了n个量子比特的Deutsch问题,奠定了量子算法的基本思想,体现了量子叠加性和并行性的特征。首次提出了一种综合算法,可自动生成2比特Deutsch-Jozsa算法的全部8个真值表与量子电路。并给出了一种综合方法,可在f(x)对应电路未知的情况下构建量子电路。通常用经典算法解决该问题最多执行2n-1+1次判断,而Deutsch-Jozsa算法只需要一步就可以完成,虽然新提出的方法需要两步,但为实际应用中不同问题的解决提供了另一种可能的途径。进一步通过IBM Q Experience平台运行生成的量子电路,验证了量子电路和Deutsch-Jozsa算法的正确性。
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30.
非广延熵纠缠的严格单配性不等式
苑光明, 唐顺磊, 董明慧, 陈 力
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 210-214.
摘要
(
40
)
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纠缠单配性是量子纠缠中一类重要的物理性质,利用这一性质可以描述多体量子比特系统中的纠缠结构。非广延熵纠缠是一种很好的纠缠度量方式,当参数在 (5-13
1/2
)/2≦q≦(5+13
1/2
)/2 内,其平方满足单配性关系。基于前人的研究,提出了单参数 (5-13
1/2
)/2≦q≦(5+13
1/2
)/2 范围下基于非广延熵纠缠服从阶数μ≧2的新型单配性关系。该关系相比宋伟等提出的基于非广延熵纠缠平方的单配性关系更加严格。
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31.
场-原子耦合系统强度与时间依赖的场熵演化
刘王云, 潘聪逸, 杨志勇, 段存丽
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 215-221.
摘要
(
60
)
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利用Von Neumann量子约化熵理论,研究了共振情况下场与原子之间耦合随时间和强度变化时,L型三能级原子与单模场相互作用系统中量子场熵的演化特性,通过数值计算详细讨论了不同初始光场和耦合系数变化的快慢对量子场熵的影响。结果表明:初始光场统计性质的不同将使系统的量子场熵演化发生较大变化,耦合强度调制函数的变化将改变量子场熵演化曲线的振荡频率,场与原子相互作用的初始阶段是一个逐渐耦合的过程,原子叠加态概率使量子场熵周期性地发生改变。
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32.
求解量子逻辑电路酉矩阵的快速方法
李志强 胡佳佳 张威 潘苏含 戴娟 杨冬晗 吴希
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 222-228.
摘要
(
67
)
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提出了一种生成量子逻辑电路酉矩阵的高效方法。首先利用量子电路的量子门运算规则生成真值表,再根据真值表与酉矩阵的映射关系构造量子电路的酉矩阵。而传统方法是利用量子门的拓扑变换规则生成其酉矩阵,再用量子电路中级联量子门的酉矩阵相乘构建量子电路酉矩阵,当量子电路规模较大时,传统方法涉及大量的大矩阵的生成与乘积,产生巨大的时间开销。提出的新方法巧妙实现降维,从而大幅度提高算法效率。以GT电路和NCV电路为例,当量子线数高达8,门数为643时,较之前提出的方法速度提高数十万倍。
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33.
基于ISSTES算法的敦煌场地红外特性研究
周 艳, 张运杰, 张允祥, 李 新 , 郑小兵
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 229-234.
摘要
(
80
)
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敦煌场地光谱发射率和温度是基于敦煌辐射定标场开展卫星遥感器热红外波段在轨辐射定标的重要参数。利用便携式傅里叶变换红外光谱仪(D&P 102F)和红外标准板在2018年8月对敦煌辐射校正场地表发射率光谱进行了不同时间和观测条件下的多次测量。基于光谱多次迭代平滑温度与发射率分离算法(ISSTES),通过设置不同精度的温差间隔,对测得的野外光谱数据进行多次迭代平滑分析处理,实现了敦煌场地光谱发射率与温度的分离。与采用多通道法温度与发射率分离算法获得的CE312通道发射率进行比较,结果表明各个通道发射率的误差均在0.011以内,验证了试验获得的敦煌场地光谱发射率和温度具有较好的精度。本试验为基于敦煌定标场开展卫星遥感器热红外通道在轨辐射定标提供参考。
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34.
星载激光雷达中固态标准具的结构设计及检测
邵甲第, , 谢晨波, 李 路, 庄 鹏, 方志远, 付松琳, 曹 也, 杨 婧
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 235-241.
摘要
(
60
)
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星载云-气溶胶激光雷达可精确获得全球云-气溶胶探测数据,利用干涉仪窄带滤波器来探测大气中的云和气溶胶可以提高回波信号的信噪比,并可进行全天探测。根据星载激光雷达对使用环境以及温度调谐的要求,选择固态标准具来实现所要求的干涉仪滤波器,对其材料的选择和结构的设计进行了分析,在封装设计时增加了温控结构,并对固态标准具进行了热应力耦合分析。综合考虑工作温度和入射角度的影响,给出最优的性能测试方案,根据方案测得固态标准具的温度调谐满足中心波长调谐范围。
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35.
RS码在25G-EPON系统中的性能研究
张 新, 车昱昕, 刘 毓, 王素椅, 董昊宸
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 242-249.
摘要
(
45
)
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前向纠错技术是保证25G-EPON系统数据传输可靠性的关键技术。针对25G-EPON系统由于高传输速率导致数据在传送过程中出现更多随机错误和长连续突发错误的问题,通过分析RS编译码算法,选择合适的RS码特征参数,仿真分析了这些参数对25 G-EPON系统传输性能的影响,确定适用于25G-EPON通信系统的RS码方案。实验结果表明,在满足25G-EPON系统可靠性的前提下,应尽可能降低编码效率、提高编码的冗余度、采用码长较短的编码方案,以提高RS码的编码增益、降低信息传输的误码率。RS(1023,847)码能纠正最多连续880比特错误,在误码率达到10-12时的编码增益可以达到8.834 dB,可以满足25G-EPON系统传输需求,因此选用RS(1023,847)码作为25G-EPON系统的前向纠错码。
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36.
基于石墨烯硅波导的分光比可控分束器
陈召远 徐军 高旸 杨成俊祎
量子电子学报 2020, 37 (
2
): 250-256.
摘要
(
54
)
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为了实现集成光电子器件的一器多用,利用石墨烯波导的调制作用设计了一种分光比可控的分束器。在马赫曾德尔结构的一个干涉臂波导中嵌入石墨烯层,并通过施加偏置电压引入额外的相位差从而实现输出强度的调制。利用有限差分时域(FDTD)方法计算了石墨烯波导的特性,并仿真了分束器的传输特性。理论和仿真结果表明所设计的分束器具有良好的光学性能,并且其分光比可由调制电压在一定范围内调控。
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37.
手性等离激元超表面圆二向色性光谱传感特性理论研究
李继武, 王 春, 邴丕彬, 蒋海涛,
量子电子学报 2020, 37 (
3
): 257-265.
摘要
(
137
)
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理论研究了一种手性双层等离激元超表面的圆二向色性光谱传感效应。通过分析其电磁场的空间分布发现,这种由人工结构增强的手性响应的产生归因于等离激元超表面狭缝的局域等离激元与两层超表面之间的耦合作用,且这种结构的圆二向色性透射光谱与圆共偏振透射光谱的变化对生化层折射率的变化具有不同的响应。在合适的结构参数下,圆共偏振透射光谱以及圆二向色性透射光谱传感灵敏度最大分别能够达到109 nm/RIU、111 nm/RIU。该人工手性结构具备共偏振光谱和圆二向色性光谱传感功能,在新型生化传感器件领域具有潜在的应用价值。
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38.
用于光谱测量仪器的高精度温压控制系统设计
周心禺, 董 洋, 王坤阳, 刘 锟, 高晓明,
量子电子学报 2020, 37 (
3
): 266-272.
摘要
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111
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温度、压强作为影响光谱测量精度的主要因素,是研发高精度光谱测量仪器的研究重点。针对该问题开发了一套用于光谱测量仪器的高精度温度压强控制系统。该系统从仪器结构、电路设计和控制算法等方面进行了设计和优化,最终系统长时间温度控制精度可达0.003 ℃,压强控制精度达到5.34 Pa。在控压未控温条件下,该系统对体积分数为300×10-6的甲烷气体浓度测量结果波动为12.06×10-6,标准差 为3.26×10-6;而在温压控制下,浓度测量结果波动为4.03×10-6,标准差 为0.57×10-6。结果表明该高精度温度压强控制系统可以提高光谱测量仪器的测量精度和稳定度,同时也验证了该系统的可靠性和可行性。所提出的用于光谱测量仪器的温度压强控制系统达到了实验和生产标准,为研发同类高精度光谱测量仪器提供了借鉴和参考。
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39.
二维MAX-DOAS仪扫描控制系统设计
刘志鹏, 司福祺, 杨太平, 杨东上, 窦 科
量子电子学报 2020, 37 (
3
): 273-279.
摘要
(
59
)
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为了实现二维多轴差分吸收光谱(MAX-DOAS)仪的扫描需求,以两相步进电机驱动芯片TMC261为核心,基于STM32微处理器和光电编码器,设计了棱镜扫描控制系统。分析了二维MAX-DOAS外置棱镜对转动精度和分辨率的需求,从控制系统结构设计、具体实现过程两个方面阐述了系统方案,并进行测量实验来评估实际效果。结果表明棱镜的转动步进角细分倍数在0~256范围内可调。扫描分辨率最多可达1.8°/256,位置精度误差低于5%,步距角精度误差绝对值低于8%。所设计扫描控制系统在光学仪器中具有广泛的应用前景。
参考文献
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40.
基于LabVIEW的准分子激光诱导击穿光谱采集系统设计
程 超, 游利兵, 杨礼昭, 王宏伟, 王 琪, 胡泽雄, 张艳琳, 方晓东,
量子电子学报 2020, 37 (
3
): 280-286.
摘要
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65
)
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为了实现对准分子激光诱导击穿光谱的自动化采集以及对光谱数据的便捷处理,采用LabVIEW操作者框架针对整套系统进行了分模块编程,开发了一套可以全自动实时采集光谱数据的采集系统,并在准分子激光诱导击穿光谱(LIBS)生物组织元素成像实验平台上进行了软件性能测试。实验结果表明,在准分子LIBS实验系统以3 Hz频率运行过程中,程序未出现卡顿、崩溃及数据丢包等现象,而且自动处理数据得到正确的元素分布图,表明软件达到了LIBS系统对数据采集、存储和处理速度的要求。
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