Experimental study on photocount statistics of the ultraweak photon emission from some living organisms

The hypothesis that biophotons display a high degree of coherence was tested by measuring photocount statistics (PCS) of the ultraweak photon emission from three living organisms (cucumber seedling, mungbean seedling and soybean rhizobium bacteroids) with a high-sensitivity single-photon counter. For comparison, the same experiments were performed for laser beam, randomized laser beam, chemiluminescence from autoxidation of luminol and the dark counts of the equipment. Photocount distributions, close to Poissonian, were observed for the three tested biological systems but not for the pure chemiluminescence of luminol.     

光子路线与弯曲空间短程线

本文以3维静态各向同性引力场为例,导出该场情形下空间短程线方程,与光子轨道方程进行比较,指出光子路线与空间短程线的原则区别,并对与此相关的问题进行了讨论.     

聚丁二炔晶体中三阶非线性光学特性的研究

本文研究聚丁二炔（ｐｏｌｙｄｉａｃｅｔｙｌｅｎｅ）晶体中的三阶非线性光学过程；从激子模型出发，建立了一套描述聚丁二炔晶体中的三阶非线性光学过程的数学公式；对三阶极化率Ｘ（３）进行了数值计算，与实验符合．对其产生三阶非线性光学过程的微观机理进行了详细的讨论．     

单分子发射光子的统计性质: 考虑系间穿越影响

用产生函数(generating function)方法研究了单分子存在系间穿越过程的发射光子的统计性质, 并给出了长时间极限下的发射光子的平均值以及对应的Mandel Q 参数的表达式.研究结果表明, 在系间穿越过程存在的情况下, 单分子发射光子的平均发射光子数和对应的Mandel Q参数随时间都呈线性关系, 并且Mandel Q参数对跃迁速率k₂₃ 在长时间尺度上非常敏感.     

嵌入微腔中的量子点散射一维波导中的单光子

本文采用全量子力学的方法研究了嵌入微腔中的量子点散射一维波导中的单光子问题。通过实空间的方法得到了单光子透射和反射振幅。分析表明,通过调节激光脉冲的强度和频率可以实现对一维波导中单光子传输特性的控制。     

虚光子初探

不可直接观测的光子被称为虚光子。在量子电动力学(QED)中,真空态是以能量21ω和动量21→k为标志的,并指出真空能会在一个吸引力(Casimir力)作用下使两个互相平行的导体板有靠近的趋势。在一般情况下,要了解虚光子必须先全面了解光子,但后者仍有许多问题有待解决,光的波粒二象性理论也有待研究和完善。零点能(ZPE)概念是经典物理与量子物理的重要区别之一,并不能否定;但在近年来的研究中,物理学家用光子作为振荡源的随机分布,或用标量场及场的Green函数径迹,可顺利完成对Casimir力的推导。虽然多年来人们援引Ca-simir效应作为量子场的ZPE是实际存在的迹象,但令人惊奇的是不用零点起伏(甚至不用真空)也能导出Casimir的结果,亦即ZPE不在计算中出现。换言之,对Casimir效应描述而言ZPE是启发性的辅助计算手段,但并非必要条件。这就留下了深层的疑问——ZPE为何缺乏真实存在的实验证据?消失态在电磁环境中是常见的,基本特点是场强随距离增大而指数地减小,并在传播方向上无相移。可以认为消失态具有虚的波矢量。已有若干研究工作显示,由QED表述的虚光子特性在一些消失模实验中被观察到。因而从物理意义上提出了...     

基于半导体量子点的量子通信

光子源和纠缠光子对的制备是量子信息产生和传输过程的源头,是实现量子通信的重要前提条件.半导体量子点固体系统具有可集成性和可扩展性的优点,并且与现有的半导体光电子学技术密切相关,近年来在单光子源和纠缠光子对制备方面取得了重要的进展,是未来全固态量子通信的重要元器件.从量子通信的基本原理出发,阐述了制备单光子源和纠缠光子对的重要性,介绍如何解析推导出圆形常规半导体量子点中的电子结构,描述了圆形拓扑绝缘体量子点中边缘态具有双重简并的电子结构,能级间隔与量子点的具体形状无关,并且具有自旋轨道锁定的特性,总结了实验和理论上在利用这一独特的电子结构制备单光子源和纠缠光子对方面取得的重要进展.     

介观电容和电感耦合电路中的库仑阻塞效应

 考虑到电荷在介观电容和电感耦合电路中不连续这一事实,借助经典拉格朗日正则变换及有限微分薛定谔方程对电路中的库仑阻塞效应进行研究.结果显示,影响电路中库仑阻塞的因素不仅有各个回路中的元件参数,还有相互耦合的元件的参数,从而进一步认识介观尺寸下的量子效应的特征和规律,为微电子器件和集成电路的优化设计提供理论指导.     

一种新型多通道光子符合仪

提出并实现了一种小型、快速且稳定的八通道光子符合仪.此仪器采用高速ECL逻辑电路、FPGA可编程器件和USB2.0高速接口,能够同时统计八通道单光子检测器所有可能的单个或符合事件,且其平均处理速度最高可达到12.5 M事件/秒.此仪器在统计结果中还加入了辨别事件到达顺序的时间信息,再配合PC及其应用程序可实时监测八个通道中的任一路或符合事件.通过实时监测来调整单光子检测器及其前端的光路使其工作在最佳状态.同时此仪器还实现了不丢失地记录发生的间隔在13 ns(激光器的重复频率为76 MHz)时的事件.     

等效折射率模型分析二维光子晶体微谐振腔模态

 采用数值计算方法,利用等效折射率模型研究不同折射率材料制造的二维光子晶体微谐振腔的模态。发现可以通过增加薄膜厚度达到良好的光子局域化。讨论了薄膜层材料折射率分别为n=3.42,2.50,1.80,1.60,薄膜层厚度分别对应为0.1529,0.2182,0.3341,0.4003μm,其等效折射率分别对应于2.81,2.23,1.52,1.38时,达到良好光子局域,说明介质材料与空气折射率差值小的光子晶体微谐振腔结构若要有好的光子局限能力,除了需要靠介质材料本身的全反射效应外,还需有足够厚的膜层厚度。从而找到一个能控制光场分布同时维持单模振荡的机制,揭示微谐振腔体薄膜层厚度对模态影响,为实际研制具有高质量微谐振腔提供了一种较好的预估手段。