首页
期刊介绍
编委会
投稿指南
政策伦理
期刊订阅
FAQ
联系我们
English
全年目录文章
量子电子学报2022 Vol.39
按期号、起始页码排序
Please wait a minute...
选择:
导出引用
EndNote
Ris
BibTeX
显示/隐藏图片
Select
1.
“轨道角动量: 从经典光学到量子信息” 专辑前言
史保森, 贾晓军, 陈理想
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 1-1.
摘要
(
250
)
PDF(pc)
(86KB)(
354
)
可视化
收藏
相关文章
|
多维度评价
Select
2.
“ 轨道角动量: 从经典光学到量子信息 ” 专辑客座主编简介
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 2-2.
摘要
(
180
)
PDF(pc)
(5487KB)(
115
)
可视化
收藏
相关文章
|
多维度评价
Select
3.
光子轨道角动量量子态传输研究进展
徐 凯♯, 曹 洹, ♯, 张 超∗, 胡晓敏, 黄运锋∗, 柳必恒, 李传锋∗
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 3-31. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.001
摘要
(
405
)
PDF(pc)
(53782KB)(
405
)
可视化
收藏
携带轨道角动量 (OAM) 的光束理论上拥有无限个相互正交的本征态, 因此可以作为独立信息传输光束 促进大容量经典光通信的发展。在量子信息领域, 近年来高维量子系统因为有更大的信道容量和更强的抗噪声 能力引起了研究人员的极大兴趣, 而光子 OAM 出色的维度拓展能力使其成为实现高维量子系统的重要手段。 综述了光子 OAM 传输的研究进展, 重点介绍和分析了自由空间、光纤以及水下等多种传输方式下 OAM 量子 叠加态和纠缠态分发工作, 并对实际应用中面临的问题和潜在的解决方案进行了阐述, 可为相关领域研究者提 供参考。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
4.
轨道角动量光束非线性转换研究进展
周志远∗, 史保森∗
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 32-49. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.002
摘要
(
520
)
PDF(pc)
(46832KB)(
631
)
可视化
收藏
轨道角动量 (OAM) 是光的一个重要的自由度。由于携带 OAM 的光束具有特殊的强度相位分布以及 力学效应, 使得此类光束在高速光通信、测量、成像、光镊和量子信息中具有广泛的应用。关于 OAM 光束在 准相位匹配晶体 (QPM) 中的频率变换研究,一方面可以研究 OAM 光束参与非线性相互作用时与高斯光束不 同的物理机制; 另一方面, 非线性过程提供了多种有效的光场调控手段, 可以实现携带 OAM 光场不同自由度的 精细调控, 为满足不同的光学应用奠定基础。综述了近十年来 OAM 光束在 QPM 晶体中的非线性转换研究主 要进展, 具体包括: 非线性过程中 OAM 光束的守恒、传输、演化和干涉行为研究, 高效率的 OAM 激光和单光 子态频率转换研究, OAM 频率转换效率模式非依赖性研究, 矢量光束的频率转换研究, 以及无后向选择的高维 OAM 纠缠态的制备研究。最后讨论和展望了 OAM 在 QPM 晶体中频率转换方面的未来研究趋势。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
5.
艾里涡旋及其衍生光场
潘 婧, 王 豪, 付 星, 柳 强, ∗
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 50-63. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.003
摘要
(
507
)
PDF(pc)
(29398KB)(
449
)
可视化
收藏
艾里光束作为一种具有自加速特性的无衍射光束, 在光镊、光学成丝、成像、表面等离子激发等众多 领域都具有应用潜力。而在艾里光束基础上引入涡旋项可以丰富光场特性, 同时利用艾里光束特性与涡旋相位 特性为光场分布调谐提供了更大的灵活性, 也引入了更多的动力学演化特性。以直角坐标和极坐标系下艾里光 束的特性与应用为切入口, 系统介绍了各类艾里涡旋的参数调谐与演化特性, 包括直角坐标和极坐标系下单个艾里涡旋在各个情况下的演化特性、产生方式与应用, 以及直角坐标和极坐标系下的艾里涡旋叠加光束的奇特 性质等, 为系统了解艾里涡旋参数及动力学特性提供参考, 进而为产生具有更加丰富性质的光场打下基础, 对扩大艾里涡旋的实际应用领域具有指导意义。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
6.
综述: 基于轨道角动量光子态的 高维量子密钥分发
王纺翔, 陈 巍, ∗
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 64-80. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.004
摘要
(
471
)
PDF(pc)
(28365KB)(
1121
)
可视化
收藏
信息安全是国家核心竞争力的重要组成部分, 量子密钥分发 (QKD) 利用量子力学基本原理对信息实现 计算复杂度无关的安全加密, 是下一代信息安全技术的重要选项。经过三十多年的发展, 以结合诱骗态的 BB84 协议为代表的 QKD 方案已经非常成熟, 并逐渐开始了规模化部署。持续探索基础方案和核心技术是推动 QKD 发展的基础动力。在单回合通信中, 基于高维量子态编码的高维 QKD (HD-QKD) 技术具有更高的信息承载效 率和更强的抗噪声能力, 因而具有重要的发展和应用潜力,已成为当前 QKD 领域的重要研究方向之一。光子 的轨道角动量 (OAM) 自由度原则上具有无穷维希尔伯特空间, 是实现 HD-QKD 的重要物理资源。重点回顾了 基于 OAM 光子态的 HD-QKD 的发展历程, 梳理并讨论了该研究方向的主要技术成果和面临的关键技术问题, 并展望其未来发展趋势。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
7.
聚焦场自旋-轨道角动量相互作用的研究进展
吴一京, 余盼盼, 刘易凡, 王自强, 李银妹, 龚 雷, ∗
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 81-95. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.005
摘要
(
456
)
PDF(pc)
(29846KB)(
507
)
可视化
收藏
光同时具有自旋和轨道角动量属性, 它们分别与光的偏振和相位分布相关。在傍轴条件下, 光的自旋和 轨道角动量在自由空间传输过程中是相互独立且各自守恒的。而在非傍轴条件下, 如紧聚焦或者散射光场中, 光的自旋与轨道角动量之间会发生相互耦合和转化。其中, 紧聚焦场中自旋与轨道角动量的相互作用由于广泛 涉及光学捕获、显微和探测等应用领域, 近年来受到广泛关注。综述了紧聚焦场中自旋、轨道角动量理论计算 方法, 自旋-轨道角动量相互作用与入射结构光场的关系以及最新的相关应用研究进展。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
8.
光子轨道角动量的量子操控与应用
茹世浩, 王 啸, 王云龙, 王斐然, 刘瑞丰, 张 沛, 李福利, ∗
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 96-109. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.006
摘要
(
416
)
PDF(pc)
(21321KB)(
382
)
可视化
收藏
光子轨道角动量具有光学涡旋结构和高维特性, 在经典和量子领域都展示出巨大的应用潜力。基于本 课题组的研究工作, 综述了如何在实验上实现高维量子逻辑门, 如三比特的 Toffoli 门和 Fredkin 门等, 以及利用 偏振和轨道角动量的超纠缠特性对不同模式的振幅和相位进行调制。进一步介绍了深度学习算法在坐标系未 校准条件下进行光子轨道角动量模式精确识别的应用研究。此外, 还介绍了利用量子隐形传态技术实现不同光 学自由度间量子态传输以及四维光子轨道角动量贝尔态的制备方案。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
9.
矢量涡旋光束的表征及腔内生成技术
付时尧, ∗, 海 澜, 宋 睿, 高春清, ∗
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 110-119. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.007
摘要
(
485
)
PDF(pc)
(21839KB)(
308
)
可视化
收藏
矢量涡旋光束是一种新型的结构光场, 具有螺旋相位和横截面各向异性偏振分布, 在光镊、旋转体探 测、光通信、高分辨率成像、量子信息等领域展现出广泛的应用前景。随着研究的不断深入, 对矢量涡旋光束 的复杂光场模式分布要求越来越高, 给矢量涡旋光束的生成技术带来了巨大的挑战。此外, 如何更加实用且有 效地完备表征矢量涡旋光束的模场分布、模式特性亦是其应用的重要基础。本研究团队长期从事包括矢量涡 旋光束在内的结构光场调控及应用技术研究, 提出了多种输出模式连续可调的矢量涡旋光束腔外、腔内生成技 术。介绍了近年来本课题组在矢量涡旋光束的表征和腔内生成方面的主要工作, 包括矢量涡旋光束总角动量态 的四参量表征法、激光谐振腔内横纵模调控技术等, 并在此基础上报道了人眼安全波段全固态矢量涡旋光束激 光器。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
10.
基于光取向液晶叉型光栅的涡旋光产生器
王华才, 曹 瀚, 于宏冠, 陈 鹏, 胡 伟∗
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 120-126. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.008
摘要
(
297
)
PDF(pc)
(19377KB)(
190
)
可视化
收藏
具有螺旋相位的涡旋光因其坡印廷矢量绕轴旋转而携带光子轨道角动量, 其产生和变换也伴随着轨道 角动量的变化。光子轨道角动量在经典光学与量子信息领域均受到强烈的关注。目前已开发出一系列轨道角 动量加载和调制的成熟方法, 光取向液晶叉型光栅就是其中重要一类。光取向技术适用于液晶微结构的高分辨 灵活制备, 极大地提升了涡旋光及其阵列的产生与调制能力。综述了光取向液晶叉型光栅在涡旋光场产生与调 制方面的相关研究, 具体介绍了二元与偏振叉形光栅、达曼叉形光栅、具有螺旋结构的达曼叉形光栅在涡旋光 场产生及其阵列化和宽带应用方面的最新进展。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
11.
高阶衍射级光束的轨道角动量
樊海豪, 朱刘昊, 台玉萍, 李新忠, ∗
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 127-135. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.009
摘要
(
353
)
PDF(pc)
(34060KB)(
197
)
可视化
收藏
为研究高阶衍射级光束的轨道角动量, 基于计算全息法在空间光调制器的傅里叶平面产生了不同衍射 级的完美涡旋光束, 并利用球面波干涉法对其拓扑荷值进行了测量。理论和实验结果表明不同衍射级 p 上的整 数阶和分数阶完美涡旋光束的拓扑荷值 l 都满足 l = mp 的关系, 其中 m 是相位掩模板的拓扑荷值。并进一步对 不同衍射级的光学涡旋阵列进行了实验研究, 结果表明光学涡旋阵列中光学涡旋的拓扑荷值满足 l = p 的关系, 高阶衍射级上的衍射光束比 +1 级衍射光束具有更大的轨道角动量。该研究为光学涡旋及光学涡旋阵列进一步 的研究及应用提供了理论和实验参考。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
12.
完美平顶涡旋光束
姜嘉琪, Carmelo Rosales-Guzman, 朱智涵∗
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 136-141. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.010
摘要
(
461
)
PDF(pc)
(5163KB)(
669
)
可视化
收藏
由于能够提供独特的光-物质交互界面, 携带净轨道角动量的各类涡旋光束成为光场调控研究的热点问 题。随着相关研究的不断深入, 光镊以及非线性光学领域都特别需要一种具有均一空间强度分布且无曲率相位 梯度的 “完美平顶涡旋” 光束。针对这一问题, 从理论出发基于超高斯模型提出 “完美平顶涡旋” 的复振幅计算 全息产生技术, 并利用相位型空间光调制器构成的数字傅里叶变换系统实验论证了 “完美平顶涡旋” 在焦场区域 的可控产生与调控, 重点阐述了在给定孔径限制条件下获取光滑涡旋奇点的强度控制原理及方法。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
13.
基于缺陷镜的空心结构光束直接产生研究
周伦滨, 王 冬, 徐 斌∗, 廖廷俤
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 142-149. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.011
摘要
(
368
)
PDF(pc)
(19261KB)(
281
)
可视化
收藏
空心光束是一种重要的结构光, 是光场调控研究领域的热点之一。拉盖尔-高斯光束是一种典型的空心光 束, 因其螺旋状相位且携带轨道角动量, 因而也被称为涡旋光。涡旋光在光通信、量子纠缠和超分辨成像等领域 有着极高的应用价值。本研究以全固态两镜凹平腔 Nd: YVO4 激光器作为实验平台, 通过在输出平面镜上制造点 缺陷, 达到抑制低阶高斯模式起振, 从而获得高阶拉盖尔-高斯涡旋激光输出的效果。在连续波情况下, 最高获得了 16 阶涡旋激光输出; 在吸收功率为 3.3 W 时, 获得最高功率为 280 mW, 激光斜效率为 18.6%。进一步通过在谐振 腔中插入 Cr:YAG 可饱和吸收体, 首次演示了具有正反手性的拉盖尔-高斯同时被动调 Q 脉冲激光, 稳定输出的最 短脉冲宽度约为 232 ns, 相应的脉冲重复频率约为 229.1 kHz。本研究表明点缺陷镜是一种稳定可靠的直接产生高 阶涡旋光的手段, 并且可以与被动调 Q 等固体激光技术结合产生不同运转方式的空间结构光束。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
14.
微环谐振腔中点光源产生轨道角动量的特性
陈 波, ∗, 刘 进,
量子电子学报 2022, 39 (
1
): 150-158. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.01.012
摘要
(
301
)
PDF(pc)
(17481KB)(
181
)
可视化
收藏
提升量子光源在量子信息处理方面的编码容量是量子技术发展亟需解决的问题。轨道角动量作为光子 一个独特的自由度, 其空间模式分布会形成无限维完备的希尔伯特空间正交解, 因此利用光子的轨道角动量进 行编码可以极大地提高信息处理的容量, 是高维量子信息处理的重要资源。具有二能级系统的量子光源可以等 效成点光源, 在微纳尺度下对量子光源进行调制产生轨道角动量是拓展片上集成量子光源编码维度的有效方法 之一。主要探讨了点光源在微环谐振腔中产生轨道角动量叠加态的特性。首先介绍了角向光栅对微环谐振腔 中点光源产生轨道角动量的调制机理; 然后研究了微环谐振腔的腔量子电动力学效应对点光源辐射子的辐射速 率和收集效率的影响, 并对单光子纯度进行了分析; 最后研究了点光源产生轨道角动量叠加态的电场分布、相 位分布及矢量偏振特性, 不仅分析了微环谐振腔中不同位置的点光源对腔模及轨道角动量的影响, 还对出射轨 道角动量叠加态的纯度进行了详细分析。该研究为集成轨道角动量光量子器件的发展提供了有效的方法, 对进 一步了解微纳尺度下产生轨道角动量的机理和性质有良好的促进作用。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
15.
光的自旋-轨道相互作用
许文昊, 寿一畅, 罗海陆
量子电子学报 2022, 39 (
2
): 159-181. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.02.001
摘要
(
2423
)
PDF(pc)
(45961KB)(
94506
)
可视化
收藏
光的自旋-轨道相互作用是指光的自旋角动量和轨道角动量之间的相互作用, 它存在于反射、折射、散 射、衍射、聚焦等基本的光学过程中。在传统大尺度量级的经典光学中可以忽略自旋-轨道相互作用的影响, 但 在亚波长尺度下, 自旋和轨道角动量之间会发生强耦合。对光的自旋-轨道相互作用的基本起源和重要应用进行 了综述。首先, 介绍了光的自旋-轨道相互作用的两个重要基本概念: 光子角动量和几何相位理论。其次, 分别介 绍了自旋-内禀轨道角动量和自旋-外禀轨道角动量两种相互作用的基本原理。然后, 重点介绍了光自旋-轨道相 互作用的研究进展以及代表性应用。最后, 对光自旋-轨道相互作用相关研究面临的挑战和未来的研究方向进行 了展望。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
16.
光学轨道角动量复用纠缠源的实验产生及其应用
徐笑吟, 刘胜帅, 荆杰泰, ∗
量子电子学报 2022, 39 (
2
): 182-196. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.02.002
摘要
(
763
)
PDF(pc)
(27931KB)(
370
)
可视化
收藏
光既可以携带自旋角动量, 也可以携带轨道角动量。自1992 年由Allen 等提出光学轨道角动量的基本 概念以来, 光学轨道角动量已吸引了越来越多学者的研究兴趣。光学轨道角动量具有无限带宽以及不同模式相 互正交等特点, 这使得通过光学轨道角动量来传递信息变成一项十分有前景的技术。在概述光学轨道角动量基 本概念的基础上, 重点综述了在连续变量系统中利用四波混频过程制备光学轨道角动量复用的纠缠源, 包括13 对复用的连续变量纠缠确定性产生、9 组光学轨道角动量复用的三组份纠缠的制备、基于66 个光学轨道角动 量模式的大规模量子网络的实现, 以及光学轨道角动量复用纠缠源的最新应用, 包括利用光学轨道角动量复用 的连续变量纠缠实现9 通道全光量子隐形传态以及光学轨道角动量复用型量子密集编码。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
17.
轨道角动量光束中的经典光关联及其应用研究
孙亦凡, 陈天, 张卓, 孔令军, 张向东∗
量子电子学报 2022, 39 (
2
): 197-224. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.02.003
摘要
(
648
)
PDF(pc)
(57379KB)(
317
)
可视化
收藏
量子光场的关联性质是量子光学研究的一个重要主题。在对其深入挖掘的过程中, 人们在经典光场关 联性质方面的研究也取得了一系列重要进展。尤其是结合近二十年来在光信息处理方面备受关注的轨道角动 量自由度, 观察到许多与高维量子光关联性质相对应的现象。本综述对轨道角动量光束中的经典光关联相关研 究进行了总结, 介绍了轨道角动量光束中的局域不可分离性及其应用, 对空间可分离轨道角动量光束中的经典 光关联也做了讨论。特别地, 作为一种潜在的量子过程研究平台, 还对基于轨道角动量光束的随机行走研究作 了介绍。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
18.
涡旋光场相干调控及拓扑荷测量
王卓异, 曾军, 张浩, 卢兴园, 赵承良∗, 蔡阳健, ∗
量子电子学报 2022, 39 (
2
): 225-250. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.02.004
摘要
(
952
)
PDF(pc)
(62345KB)(
537
)
可视化
收藏
涡旋光场是一类具有螺旋型波前的特殊结构光场, 因其携带相位奇点、轨道角动量以及拥有中央暗核 结构等物理特性, 被广泛应用于光学微操纵、大容量光通信、超分辨成像等领域。通过对涡旋光场传统的物理 维度(振幅、偏振、频率) 进行调控, 可以得到模式更加丰富、应用领域更广泛的新型涡旋光场。此外, 涡旋光 场还有一个非常重要的调控维度, 即相干性。近年来, 研究人员通过对涡旋光场的相干性进行调控得到了一类 新型涡旋光场, 即部分相干涡旋光场。相比于完全相干涡旋光场, 部分相干涡旋光场在某些领域更具优势, 如具 有较高的抗湍流大气干扰性、更丰富的光束整形、更高的自修复能力和更强的微粒捕获能力等。本综述介绍 了近年来整数阶和分数阶涡旋光场相干性调控方面的研究进展, 重点对部分相干涡旋光场的理论模型、产生方 法、传输特性、拓扑荷测量、应用等方面进行了详细阐述。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
19.
基于微纳结构的光子轨道角动量复用及检测进展
欧阳旭, 张明偲, 杨清帅, 曹耀宇, 徐毅, 李向平
量子电子学报 2022, 39 (
2
): 251-261. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.02.005
摘要
(
717
)
PDF(pc)
(27711KB)(
287
)
可视化
收藏
1992 年Allen 等认识到光子可以携带轨道角动量(OAM), 其表现为波前的螺旋相位分布。由于其独特 的光场分布以及其拓扑荷理论上可取任意整数等特性, OAM 光束在超分辨成像、高密度数据编码等领域具有 重要作用。对微纳尺度下OAM 光束与物质相互作用新机制的研究, 有望为现代光子器件以及多维光与物质 相互作用等领域提供新的思路和方法。介绍了本课题组利用OAM 光束在纳米结构上实现多维信息复用以及 OAM 光束拓扑荷的探测技术, 并对纳米尺度OAM 光束的应用进行了展望。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
20.
基于光学衍射神经网络的完美涡旋光 轨道角动量识别
成科, 胡晓楠, 贺瑜, 孟维佳, 栾海涛, 顾敏, 方心远,
量子电子学报 2022, 39 (
2
): 262-271. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.02.006
摘要
(
1331
)
PDF(pc)
(23365KB)(
523
)
可视化
收藏
完美涡旋光束(POVB) 是径向强度分布和半径均与光束轨道角动量(OAM) 状态无关的一类涡旋光, 已被应用于光学操控、光通信、激光材料处理等领域。其中, POVB 轨道角动量状态的探测是关键且有挑战 的技术。本研究通过并行梯度下降算法, 构建了光学衍射神经网络(DNN), 实验上实现了轨道角动量阶数在 -50 ~ +50 范围内的POVB 的识别。在此过程中, 衍射转换效率可达58%。本研究为POVB 的OAM 探测提供 了新的思路, 在POVB 的各类应用中均存在潜在应用价值。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
21.
基于光子轨道角动量的手性测量方法
胡海峰, 詹其文∗
量子电子学报 2022, 39 (
2
): 272-285. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.02.007
摘要
(
1028
)
PDF(pc)
(14297KB)(
682
)
可视化
收藏
传统光学手性测量是基于物质结构对左旋和右旋圆偏振光响应的差异实现的, 而光的圆偏振状态对应 光子自旋角动量(SAM) 状态。光子轨道角动量(OAM) 的发现为光子状态扩展了新的自由度, 在手性测量领域 引入光子OAM 态有助于探索新的物质手性测量方法。从光子SAM、OAM 以及光学手性的基本概念入手, 综 述了近年来国内外基于光子OAM 的手性测量方法。现有的研究结果表明, 通过引入光子OAM 态可以增强传 统圆二色谱的测量。另一方面, 基于光子自旋-轨道耦合效应或光场与分子电四极矩的高阶相互作用, 手性信号 可以通过直接改变光子OAM 量子数的符号进行测量。此外, 高阶光子OAM 态可用于提高尺寸较大的颗粒的 手性响应。最后讨论了光场时空涡旋调控技术的最新进展并展望了其未来在手性测量中的潜在应用。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
22.
用旋转多普勒方法解析矢量涡旋光的偏振特征
贾俊亮, 张笑儒, 赵子丹, 张沛, ∗
量子电子学报 2022, 39 (
2
): 286-292. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.02.008
摘要
(
755
)
PDF(pc)
(6709KB)(
344
)
可视化
收藏
矢量涡旋光在光学微操控和光通信领域均具有独特优势。旋转多普勒效应常应用于涡旋光拓扑荷的研 究, 分析矢量涡旋光的旋转多普勒效应可以有效导出其丰富的偏振性质。提出了一种基于旋转多普勒效应分辨 矢量涡旋光偏振旋转方向的方法, 对应于矢量涡旋光符号的识别。在所提出方法中, 矢量光经过旋转物体散射, 散射光由于多普勒效应, 各组分之间产生强度随时间周期性变化的拍频信号。拍频信号变化函数的相位取决于 矢量涡旋在高阶庞加莱球上的代表点的赤道角, 相位变化率取决于涡旋光拓扑荷。本工作提出测量理论并通过 实验验证了涡旋方向相反的两种矢量光的拍频信号, 为矢量涡旋光拓扑荷的符号测量提供了一种新的可行方 法。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
23.
宽谱段 Czerny-Turner 光谱仪设计
李世文, 郑小兵, 翟文超∗
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 293-306. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.001
摘要
(
1219
)
PDF(pc)
(7229KB)(
278
)
可视化
收藏
为满足宽波段高光谱Czerny-Turner 结构光谱仪的要求, 基于像差理论, 一方面通过光栅产生的像散补 偿球面反射镜的像散, 另一方面通过柱面镜引入相反像散补偿剩余像散, 达到全波段消像散的要求, 从而提高 Czerny-Turner 结构光谱仪成像系统的分辨率。首先理论推导出光栅和柱面镜补偿像散的基础公式, 并基于此分 别设计出波段为900∼1700 nm 和1700∼2500 nm 全波段消像散的Czerny-Turner 光谱仪成像系统, 随后通过前置 光路将两部分组合, 从而实现波段范围在900∼2500 nm 的消像散Czerny-Turner 结构光谱仪成像系统。此光谱 仪系统全波段分辨率小于10 nm, 物方数值孔径0.07, 全波段点列图均方根半径小于4 m。ZEMAX 的优化分析 表明, 该光谱仪在全波段范围内不仅达到消像散要求, 而且具有较好的成像质量。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
24.
小波阈值去噪在偏滤器光谱信号处理中的应用
章志涛, 丁芳, 罗宇, 陈夏华, 叶大为, 胡振华, 罗广南
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 307-315. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.002
摘要
(
240
)
PDF(pc)
(4912KB)(
177
)
可视化
收藏
等离子体发射光谱是研究托卡马克等离子体物理过程的重要诊断手段之一。边界等离子体中存在着复杂的原子分子物理过程,部分较弱的粒子光谱信号混杂着大量噪声,能否有效去除噪声、提高信号质量对后续利用其分析理解实验中相关物理过程具有重要意义。本文基于小波阈值去噪处理方法,以仿真信号和真实托卡马克实验中钨原子光谱数据为研究对象,采用信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)作为滤波效果的评价依据。仿真实验对比分析表明:选取sym5小波基,4层小波分解,启发式阈值计算以及渐进半软阈值函数进行小波去噪时,可获得最大信噪比28.2107,最小均方根误差0.0082,进而在实测偏滤器钨原子光谱信号处理中取得较好效果。结果表明:小波阈值去噪能够有效地消除偏滤器钨原子光谱信号中的噪声,同时较好地保留了有用信号,避免信号失真,显著提高了信号质量。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
25.
外电场下溴化铯的分子结构和解离特性
安桓, 向梅∗, 布玛丽亚.阿布力米提, 王兴晨, 郑敬严
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 316-323. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.003
摘要
(
240
)
PDF(pc)
(388KB)(
154
)
可视化
收藏
利用Semi-empirical/PM6 方法, 研究了外电场(0.015 0.035 a.u.) 作用下溴化铯(CsBr) 分子的基态结 构、键长、总能量、偶极矩、电荷分布、能隙、红外光谱、以及势能面的变化规律。研究结果表明: 在外电场 作用下, CsBr 分子结构发生明显的变化。随着Cs-Br 键方向的外电场增大, 分子键长、电偶极矩、电荷布居数、 能隙均逐渐减小, 而分子的总能量却逐渐增大, 同时分子红外光谱的最强峰发生蓝移; 而随着外加负向电场的增 大, 分子势能面降低, 势垒逐渐变小直至消失。研究还发现强度为0.015 a.u. 的外电场会使Cs-Br 键断裂而发生 分子解离, 这为大气层的保护提供了理论依据。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
26.
可见光/红外双波段离轴四反光学系统设计
曹一青, ∗, 沈志娟
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 324-333. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.004
摘要
(
323
)
PDF(pc)
(4537KB)(
316
)
可视化
收藏
反射光学系统具有无色差、结构紧凑、体积小和成像性能优良等特点, 被广泛应用于空间遥感探测领 域。首先, 基于同轴四反光学系统像差表达式, 构建了以系统均方根波像差为条件的成像评价目标函数; 进而应 用开发的自适应变异概率遗传算法求解该目标函数, 得到一组合适的同轴四反光学系统初始结构参数解; 随后, 在上述系统结构基础上对其进行适当离轴消除系统中心遮拦, 并将四块光学面设定为偶次非球面, 应用光学设 计软件Zemax 对其进行像差优化。最终设计了一款焦距为800 mm、工作波段为0.4∼1.6 m、全视场角为1◦、 入瞳直径为80 mm 的成像质量良好的离轴四反光学系统。结果表明, 该方法为设计此类离轴光学系统提供了一 种有效手段, 具有很强的实际应用价值。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
27.
平顶光束在不同系统中的传输特性比较
姜其畅∗, 张存, 苏艳丽, 孙悦, 马紫微
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 334-342. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.005
摘要
(
256
)
PDF(pc)
(10424KB)(
270
)
可视化
收藏
采用数值方法, 对平顶高斯光束在自由空间、单透镜系统和复杂光学系统中的传输特性进行了研究。 结果表明: 平顶高斯光束在自由空间中传输时, 首先会产生凹陷, 形成两侧峰结构, 随后两侧峰会逐渐融合为单 峰的类高斯结构, 并在相当长的距离内保持类高斯分布传输; 在单透镜系统中, 由于透镜的聚焦作用, 平顶高斯 光束会在焦点处表现出强聚焦效应, 而随着传输距离的继续加大, 光束会再次恢复平顶分布; 在光阑和透镜组成 的复杂光学系统中, 由于光阑的限制, 平顶分布遭到破坏, 在透镜焦点之后无法再恢复平顶分布, 说明在平顶光 束光路中应当尽量避免光阑元件的干扰。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
28.
一种量子图像伪彩色编码方法
臧一鸣, 朱尚超, 魏战红∗, 刘志飞, 林小竹, 孙文韬
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 343-353. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.006
摘要
(
848
)
PDF(pc)
(9716KB)(
165
)
可视化
收藏
为了解决量子图像处理中的图像增强问题, 提出了一种基于灰度级-彩色变换法的量子图像伪彩色编码 方法。基于通用量子图像表示(GQIR) 模型, 对热金属码分段函数进行量子化, 并给出了该算法实现的量子线路 图, 该量子线路设计分为量子R 变换器、量子G 变换器和量子B 变换器三部分, 总的量子线路图所用基本量子 门数为2947。相比于经典伪彩色编码, 量子图像伪彩色编码基于量子态的叠加性和相干性, 实现了空间复杂度 和时间复杂度的指数级降低。仿真实验结果表明该算法具有可行性。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
29.
基于改进 Faster R-CNN 的无人机 小目标检测算法
张杨∗, 程正东, 朱斌
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 354-363. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.007
摘要
(
1166
)
PDF(pc)
(11873KB)(
236
)
可视化
收藏
为提升两阶段目标检测算法Faster R-CNN 对无人机小目标的检测识别效果, 提出了一种改进的Faster R-CNN 目标检测算法。对原始Faster R-CNN 算法的特征提取网络进行改进, 使用卷积层更少的ResNet-18 作 为骨干网络, 减少算法的参数量; 针对无人机目标特点, 对Faster R-CNN 算法的特征金字塔网络中的特征融合 方法进行改进, 增强了目标特征与背景特征的对比度; 使用双线性插值的方法改善因感兴趣区域池化而造成的 预测框偏离的问题。最后, 在构建的低空无人机数据集上对改进的算法进行了实验验证,结果表明提出的改进 Faster R-CNN 目标检测算法检测速度达到了35.5 帧/秒(FPS), 较原始Faster R-CNN 算法的15.8 FPS, 速度提高 了约一倍, 且算法的平均精确度均值mAP 提升了0.7%, 有效提高了算法对无人机小目标的检测识别性能。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
30.
基于3D-MobileNetv2 的多目标实时跟踪框架
毛仁祥, 常建华, 张树益 李红旭, 张露瑶
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 364-372. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.008
摘要
(
938
)
PDF(pc)
(7302KB)(
130
)
可视化
收藏
为了克服卡尔曼滤波在远距离以及遮挡情形下跟踪不准确的问题, 设计了一个多目标实时跟踪框架, 利 用神经网络预测目标物体在三维空间里的状态, 使用匈牙利算法逐帧进行数据关联, 设计轨迹管理模块管理相 应的轨迹, 实现多目标跟踪。相较于传统的框架, 该框架不需要在图像空间执行卡尔曼滤波, 不仅能在高帧速率 准确跟踪遮挡目标, 而且对远距离目标也有优异的表现。以KITTI 数据集进行测试, 性能指标如下: 多目标跟踪准确度为79.22,多目标跟踪精确度为78.33, 多数丢失数为54.19, 多数跟踪数为13.21, ID 转变数为16, 运行速 度为39 帧/秒。相较于传统的卡尔曼框架, 准确率提升了11%,并且抗遮挡性也有大幅度提升。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
31.
三节点一维相互作用链的非平衡 自旋传输特性及其解析公式
郑仰东, ∗, 高华
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 373-393. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.009
摘要
(
977
)
PDF(pc)
(19057KB)(
97
)
可视化
收藏
为理解和处理介观系统中电子自旋传输的基础理论问题, 对典型的三节点一维相互作用链模型的非平 衡自旋传输特性进行了理论分析以及解析公式的推导。首先严密推导出半填充假设下模型的基态并计算了各 节点的初始电荷。然后基于Keldysh 非平衡格林函数理论, 阐述了其基本理论方法并推导了考虑电子间库仑相 互作用及Hartree-Fock 近似条件下模型的非平衡自旋传输特性(非平衡微分自旋电导、自旋传输电流和自旋电 荷分布) 的主要解析公式。最后在典型参数条件下使用这些初始电荷和解析公式对相关模型的非平衡自旋传输 特性进行了自洽计算, 并给出相应的物理解释, 验证了公式的正确性和有效性。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
32.
二维十字型四终端量子点阵列的量子输运
罗国忠
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 394-403. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.010
摘要
(
246
)
PDF(pc)
(4637KB)(
112
)
可视化
收藏
介观体系的电子输运,为设计有纳米尺度的纳米结构的电子装置提供理论依据。基于紧束缚模型的二终端量子点点阵体系的透射系数的传输矩阵方法,提出了二维十字型四终端量子点点阵体系的模型,将其转化成二终端模型去探讨,研究了相对于中间原点处非对称和对称的十字型量子点点阵体系的电子输运。结果表明:具有空间反转对称的十字型量子点阵列的透射率的尖峰个数与量子点点阵上的量子点数相等,透射系数与入射电子能量、量子点宽度和量子点数有关,透射系数与跃迁积分无关。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
33.
基于 FPGA 的星地量子信号同步方案
李叶, 金标, 王潮泽, 李凤芝, 刘尉悦∗
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 404-410. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.011
摘要
(
1022
)
PDF(pc)
(1772KB)(
208
)
可视化
收藏
星地量子密钥分发过程中, 在空间链路衰减一定的条件下, 可以通过提高卫星的光量子波包发射频率来 提升系统的成码量。然而, 随着光量子波包发射频率的升高, 接收端恢复所探测光量子波包时间位置的难度也 随之提升, 从而影响着量子信号的同步结果。为保证较好的同步效果, 利用高精度时间测量和多普勒修正技术, 在卫星端发射频率为625 MHz 的条件下, 实现了一种基于FPGA 的星地量子信号同步方案, 使接收端探测的时 间精度达到52.4 ps, 筛选码误码率为1.78%。该方案能够恢复出所探测光量子波包的时间位置信息, 可用于量子 信号传输过程的同步。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
34.
基于级联 Polar 码和多级译码方法的 连续变量 QKD 数据协商协议
周晓东, 王晟, 张天兵, 胡宗富, 冯宝, ∗, 肖红
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 411-417. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.012
摘要
(
1040
)
PDF(pc)
(1901KB)(
168
)
可视化
收藏
数据协商是量子密钥分发协议的重要步骤之一,其协商效率直接影响了量子密钥分发的密钥率。提出一种基于级联Polar码和多级译码方法的连续变量量子密钥分发数据协商协议。所提协议在多级编码调制系统的基础上,利用纠错性能更好的级联Polar码作为分量码应用到多级译码中。仿真分析了协议的性能,结果表明所提协议的协商效率被极大地提高,同时密钥的比特错误率也极大地降低,当信噪比等于0.5dB时该协议的误比特率小于10^-3,研究结果对连续变量量子密钥分发的实用具有重要的价值。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
35.
基于微环谐振腔的宽带纠缠源制备方案
唐晓帆
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 418-422. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.013
摘要
(
948
)
PDF(pc)
(1637KB)(
136
)
可视化
收藏
近年来,量子纠缠在量子通信、量子计算等方面得到广泛的应用,因此制备高性能多样化的集成量子多组份纠缠源具有重要的研究意义。利用可调谐激光器泵浦氮化硅微环谐振腔,在三阶非线性效应的作用下谐振腔内会发生四波混频现象,产生信号光和闲置光。基于判断信号光和闲置光纠缠的纠缠判据,计算出各组份信号光与闲置光之间的纠缠度。结果显示微环谐振腔可以产生八对双组份连续变量量子纠缠态。该纠缠源系统具有体积小、功耗低、易于集成的优势,在集成光量子芯片领域中具有较重要的研究价值。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
36.
PSK 量子噪声随机加密系统的实现方法研究
谭业腾, 蒲涛∗, 郑吉林, 周华, 苏国瑞
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 423-430. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.0014
摘要
(
985
)
PDF(pc)
(11850KB)(
117
)
可视化
收藏
量子噪声随机加密(QNRC) 是一种基于海森堡不确定性原理的物理层加密技术, 其能够适用于高速率、 大容量以及长距离的光纤通信网络。针对QNRC 系统中多进制Y-00 密文信号的调制及解调受限于高采样速 率、高转换深度的ADC 芯片的问题, 提出了一种利用多个串联相位调制器(PM) 进行Y-00 密文信号的调制及 解调的实现方法, 并利用VPItransmission Maker Optical Systems 仿真软件对该实现方案进行了仿真验证及性能 分析。仿真结果表明: 基于多个PM 串联的方式, 实现了密文态数目为126、数据速率为10 Gbit/s 以及1000 km 光纤放大链路传输的相移键控-量子噪声随机加密(PSK-QNRC) 系统; 降低密文量子态的介观功率有利于提高 QNRC 系统的安全性水平, 但同时会损害系统的传输性能, 因此选择合适的介观功率对于优化系统的安全性和 可靠性具有重要意义。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
37.
基于 Cirq 的Grover 搜索算法的电路实现
吴希, 李志强∗
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 431-438. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.015
摘要
(
1131
)
PDF(pc)
(3476KB)(
247
)
可视化
收藏
Grover 量子算法能对传统的搜索算法起到平方级加速的效果, 因此自提出以来一直受到人们的广泛关 注。首先将基于Python 的Cirq 框架与Grover 搜索算法进行结合, 并对其进行模拟实现, 可以直观地看到算法的 电路实现细节, 同时, 实验验证了该算法的特点与存在的不足。进而针对搜索成功率存在的不足, 从理论上介绍 一种基于相位角旋转的精准Grover 改进算法, 并通过Cirq 框架对其进行模拟实现, 验证了该算法成功率始终为 1 的有效性。Cirq 框架的引入为量子算法的研究以及量子电路的优化提供了强大的工具支持。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
38.
基于 Cirq 的Deutsch-Jozsa 电路综合算法
戴娟∗, 李志强, 杨冬晗
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 439-445. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.016
摘要
(
659
)
PDF(pc)
(5546KB)(
186
)
可视化
收藏
研究Deutsch 问题的关键在于构建Oracle 电路和综合Deutsch 电路。利用Google 推出的Cirq 框架, 首 次提出了一个针对n 比特Deutsch-Jozsa 算法的电路综合算法。该算法根据输入的量子线数n, 随机生成f (x) 集 合, 从而构建Deutsch 电路并对其进行模拟。其中, 生成的f (x) 集合是常数函数或者平衡函数的概率是相等的。 在此基础上对综合算法进行了优化, 优化后的算法既减少了门的总数量和层数, 也简化了电路的结构, 电路模拟 的速度较优化前成倍数地加快, 当n=15 时, 优化后的模拟所需时间仅是优化前的1/6。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
39.
量子行走中硬币与行走者纠缠关联的研究
张融∗, 凌凯
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 446-451. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.017
摘要
(
631
)
PDF(pc)
(1674KB)(
180
)
可视化
收藏
量子纠缠态是量子计算与量子通信的重要资源。量子行走中的条件行走操作是非局域算符, 导致行走 者和硬币之间产生纠缠关联。对于演化操作随时间不变的有序量子行走模型, 纠缠关联与系统演化操作、初态 以及演化时间都有关。分别计算了这些因素对纠缠熵的影响。计算结果表明当选择合适的演化操作和初态时, 经过较少步数就能得到最大纠缠态。所提出理论方案通过在空间不同位置添加相位因子, 为实验制备高维纠缠 态调控提供了更加易于实现的方法。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
Select
40.
一维光子晶体的湿敏禁带特性研究
叶铮, 武校刚∗, 马佳勇, 潘文亮, 唐秀陆
量子电子学报 2022, 39 (
3
): 452-458. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2022.03.018
摘要
(
816
)
PDF(pc)
(1887KB)(
207
)
可视化
收藏
采用二维纳米材料作周期性排列设计了一种湿敏型一维光子晶体纳米结构, 并基于多层介质的传输矩 阵光学特性, 研究了所设计传感结构的透射光谱的湿敏光学特性及其湿敏禁带特性, 以及在TE 和TM 两种光波 传播模式下一维光子晶体能带结构的光子禁带与环境湿度之间的变化关系。结果表明: TE 模式和TM 模式下, 在0%∼100%的相对湿度变化范围内, 一维光子晶体具有显著的光子禁带, 且光子禁带的初始波长、截止波长及 禁带宽度都随环境湿度呈二次方规律变化。
参考文献
|
相关文章
|
多维度评价
在线办公
在线期刊
当期目录
过刊浏览
网络首发
高级检索
摘要点击排行
全文下载排行
E-mail Alert
RSS
微信公众号
QQ交流群
扫描二维码加入《量子电子学报》作者QQ交流群
(备注:稿号+姓名)