非共振k光子调控光场量子统计特性

将双模纠缠相干光场中一束光场与腔中单个二能级原子发生非共振k光子相互作用,经腔QED演化之后,对原子作选择性测量,通过调节相互作用时间、跃迁光子数和失谐量,实现控制腔外光场量子统计特性的目的.经过比较分析发现相比于单光子过程和非简并多光子过程光场的反聚束和压缩效应变化更加明显.     

基于关联方向测量的量子关联

通过讨论量子失协的上界,给出可达熵量子关联态的一个必要条件．对于双量子比特系统,利用可获得经典关联的最佳测量定义了关联方向上最小的量子失协,分析得到该度量是量子失协很好的逼近结果．最后,讨论量子关联的动力学过程,发现量子关联在衰减的过程中出现了突然的改变,利用关联方向上最小的量子失协给出了该现象的合理解释．     

基于光场调控的光学图像相关处理:原理与技术进展

光学图像识别以信息处理容量大、运算速度快(基本上接近光速)和高度并行处理能力等特点得到研究人员的广泛关注,在成像、生物医疗、国防军事等领域均具有广阔的应用前景.近年来,随着空间光场调控技术的发展,人们对结构光场的认识愈加深入,使得光学图像识别这一领域焕发出新的生命力.本文从范德·拉格特相关器(Vander Lugt Correlator, VLC)和联合变换相关器(Joint Transform Correlator, JTC)这两大主要光学图像识别相关器的基本原理出发,介绍了光场调控在光学图像相关识别及处理应用中的物理原理与技术进展.从线性光学、非线性光学以及量子光学这三个角度分别介绍不同领域如何通过光场调控实现全光型的光学图像相关处理.     

基于微透镜阵列的光场成像系统

传统成像系统在拍摄过程中需要对目标物体准确对焦,这在拍摄快速变化的物体时显得非常无力.为了克服这一缺陷,本文以Levoy的光场渲染理论为基础,利用光学设计软件ZEMAX在普通成像系统中加入一个微透镜阵列,设计出一个由成像主镜、微透镜阵列和像面CCD探测器三部分组成的光场成像系统,并仿真模拟了光场图像的采集.这样的设计能够同时记录光线的强度和方向信息,对光场图像的后处理以傅里叶切片理论为基础,通过Matlab编程,实现了光场图像的重新聚焦.本文使用普通相机镜头、微透镜阵列和CCD探测器搭建了光场成像实验系统,实验采集光场图像并进行重聚焦处理,实现了三维物体的光场成像,验证了理论及算法的正确性.     

两纠缠原子与二项式光场相互作用过程中光场的量子特性

采用时间演化算符和数值计算方法, 研究了两全同二能级纠缠原子与二项式光场相互作用过程中光场的量子特性. 结果表明, 光场的二阶相干性质和压缩效应与两原子体系纠缠度和二项式光场参数相关联, 选择合适的系统参数, 光场涨落可以被完全压缩.     

玻色-爱因斯坦凝聚体与双模光场相互作用中光场的量子特性

目的 研究玻色-爱因斯坦凝聚体与双模光场相互作用中光场的量子特性.方法 在波戈留波夫近似下,求解系统的动力学方程.结果 双模光场与波色-爱因斯坦凝聚体相互作用过程中,光场的两正交分量交替呈现周期性压缩现象,光子是聚束的.结论 模间相关恒为非经典相关.     

基于光场分层成像的火焰三维温度场测量

为了实现瞬态火焰的三维温度场的测量,提出了一种基于光场分层成像技术的火焰温度场测量方法.利用光场相机通过一次曝光,将各个聚焦平面的信息储存在一张原始光场图像上,通过光场重聚焦技术获得了不同聚焦面的火焰图像序列,结合图像反演算法得到了高精度、实时性的火焰各断层图像,进而实现三维温度场分布的重建.建立了基于光场分层成像技术的火焰温度测量系统,实现对火焰三维空间上4个断层面的温度场重建.结果表明,重建的第1,4层的火焰面积较小,低温区域位置较低,第2,3层的火焰面积较大,低温区域位置较高;每层的火焰分布都是中部边缘处温度最高,且各层的火焰分布之间有明显差别.火焰重建实验结果符合燃烧火焰的外形结构和内部的温度分布结构,证明了此方法的可行性.     

整形啁啾脉冲光场作用下的量子相干控制与量子全息

在一级微扰理论近似下,研究了整形啁啾脉冲光场与二能级原子系统作用过程中的量子相干控制问题.利用惠更斯-菲涅耳原理解释了整形脉冲光场作用下量子态波函数的演化过程类似于时域＂光栅衍射＂效应;利用菲涅耳波带片方法研究了布居几率的增强效应.基于利用整形脉冲实现的量子相干控制和量子全息思想在理论上提出并论证了测量波函数的一种新方法.     

压缩奇偶相干光场的量子特性

研究了压缩奇偶相干扰光场的压缩性质和相干性质，并运用数值方法讨论压缩参量和平均光子数的开方对光场量子特性的影响。     

介观约瑟夫森结与单模量子光场的相互作用

研究了介观约瑟夫森结与单模量子光场相互作用的规律。结果表明，介观约瑟夫森电流及其量子涨落存在Shapiro台阶，直流电流的流向依赖于单模量子光场的相位。     

介观约瑟夫森结与单模量子光场的相互作用

研究了介观约瑟夫森结与单模量子光场相互作用的规律。结果表明 ,介观约瑟夫森电流及其量子涨落存在Shapiro台阶 ,直流电流的流向依赖于单模量子光场的相位     

基于蓝牙技术与人脸识别技术的智能手机摄像系统

本文介绍了一种基于蓝牙技术与人脸识别的智能手机摄像技术,手机摄像系统通过人脸识别技术、蓝牙技术、滚动导轨技术、自拍技术、红外遥控技术、超声波技术等多种技术的融合,实现职能拍摄。开发手机APP并安装,通过蓝牙模块实现连接,手机通过人脸识别功能判断人像在屏幕的位置与大小,然后与用户设置的参数进行比较,APP进行一系列算法后通过蓝牙向设备发送指令。设备收到指令后驱动手机物理导轨进行移动,进而进行自动拍照或跟拍视频。     

与纠缠原子作用的二项式光场的量子信息保真度

应用全量子理论研究了初始处于纠缠态双原子与二项式光场共振相互作用的光场量子信息保真度.采用数值计算方法,讨论了原子纠缠度、二项式光场参量和相互作用时间对保真度的影响.结果表明:选取恰当的初始原子纠缠参量和初始二项式光场参量,以及控制好相互作用时间,可以获得光场的高保真输出.     

原子与双光场耦合系统量子信息保真度研究

讨论了在相位阻尼作用下，一个二能级原子与两个不同光场相互作用时系统的量子信息保真度随时间演化的过程，并对一个任意纯态量子比特通过光场与二能级原子耦合系统进行量子传输的保真度进行了研究，分析了系统作为传输信道对信息的支持程度（即系统的传真度）；着重讨论了相位阻尼和失谐对量子传输保真度的影响，并且获得了通过该信道进行传输的最大保真度。     

基于隐李雅普诺夫量子控制的量子纯态调控

已有研究结果表明,在封闭量子系统中,当被控系统满足强正则条件以及内部哈密顿量所有不同于目标态的本征态和目标态直接连接时,能够根据基于状态偏差的李雅普诺夫控制方法设计控制律使控制系统渐近稳定,但当被控系统不满足强正则或至少有一个本征态不和目标态连接时,被称为退化情况,情况将变的复杂.首先提出基于状态偏差的隐李雅普诺夫控制方法来解决这两种退化情况的收敛控制问题,将目标态从本征态拓展到了任意纯态.并且,所提出的方法也可以被用于控制退化情况下的多控制哈密顿量子系统.其次,研究了基于状态偏差和状态距离的隐李雅普诺夫控制方法的关系.最后,通过进行控制系统的数值仿真实验来验证提出的控制方法的正确性和有效性,并对基于状态偏差和状态距离的隐李雅普诺夫控制方法的控制效果进行对比.     

二项式光场与二能级原子相互作用的量子特性

我们利用相干态正交化展开方法, 研究了二项式光场作用下, 非旋波Jaynes-Cummings模型(JCM)的布居数反转以及光场的反聚束效应. 讨论了参数h 和失谐量对反聚束效应的影响, 同时也讨论了强耦合情况下的反聚束效应. 研究表明: 当耦合强度较大时, 光场的二阶相干度在旋波近似与非旋波近似下有较大的区别. 在非旋波近似下, 随失谐量的增大, 光场处于聚束效应的时间先增大后减小, 最终完全呈现出反聚束效应.     

光场压缩态与纠缠态的增强及量子信息网络

光场压缩态和纠缠态是进行量子精密测量和量子信息研究的重要资源.文章简要介绍光场压缩态和纠缠态的增强及其在量子密钥分发、连续变量多组分纠缠态光场的制备、量子通信网络和量子计算中的应用.     

原子与耦合腔相互作用系统中光场的量子特性

研究了耦合腔A和B中各囚禁一个二能级原子的情况,给出了总激发数为2时系统态矢的演化。采用数值计算方法研究了腔场的反聚束效应和亚泊松分布等量子特性的演化规律。讨论了原子的选择性测量和腔场间的耦合强度变化对腔场量子特性的影响。研究结果表明:腔场的反聚束效应和亚泊松分布随腔场间耦合系数变化存在非线性关系。另一方面,采用选择原子测量方法可增强腔场A的亚泊松分布的性质。     

量子成像及其发展与应用

量子成像是基于量子涨落的非局域成像技术,亦称鬼成像,与传统成像相比,其具有非局域成像、单像素成像、无透镜成像等诸多优点,在高分辨率成像、非相干成像、恶劣条件下成像等方面具有广阔的应用前景。量子成像不限定成像光源必须是纠缠光源,可模拟纠缠光源的角度和空间关联特性的经典光源同样可以实现量子成像。量子成像通过两路探测器的符合关联实现最终成像,虽然计算鬼成像(GI)只使用一路单像素桶探测器就完成了量子成像,但其本质上仍是通过桶探测器与SLM之间的符合关联才实现最终成像的。目前,量子成像由于不能记录光源的瞬时强度且成像时间较长,还主要停留在理论实验阶段,距离实际应用尚有较大差距。     

基于量子调控高灵敏度双量子金刚石磁力计（英文）

高保真度量子比特控制对基于金刚石氮-空位磁力计实现起着十分重要的作用。但是,氮-空位色心的非平庸自旋-自旋相互作用常常导致能级劈裂,进而降低探测信号的对比度,最终导致磁力传感新能变坏。本文提出微波幅度调制的技术克服这一限制,允许实现探测信号对比度100%恢复。与传统磁力探测结果相比,双量子冉塞协议直流磁场探测信号对比度在实验上提高3倍。该方法可以直接推广到基于氮-空位色心温度、应力、电场传感,以及其他自旋-自旋耦合导致能级劈裂的体系。