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...     

3G语音链路中自动增益控制模块的实现和改进

针对3G终端通话时语音不够平滑圆润的问题,提出在3G上行和下行语音链路中增加自动增益控制(automatic gain control,AGC)模块.AGC模块通过自适应更新增益值算法能够防止通话过程中的语音幅度过大,从而避免语音数据经过数字增益后发生溢出,同时能对小信号进行有效地放大,对时域语音质量进行均衡,使通话双...     

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.     

光子的量子波动方程

给出外场中粒子的Lagrange函数及其Hamilton量的相对论表达式. 令静止质量m₀=0, 进一步给出光子的Hamilton量及光子在介质中的势能. 在此基础上, 给出自由和非自由光子的量子波动方程. 用该方程可研究光在光子晶体中的量子色散关系及量子透射等特性.     

浅海波导目标回波波形仿真研究

从物理声学的角度出发,利用Ingenito的本征函数展开法对浅海波导中的目标回波波形进行建模,把目标散射场表示为简正波系数和该目标平面波散射函数积的叠加,然后将发射信号的频谱与目标散射场函数相乘再求其逆变换,由此得到目标回波波形的时域表示,给出了两类发射信号在典型浅海波导下的目标回波仿真波形;水池实验验证了计算机仿真结果,从而证明提出的浅海波导目标回波模型是可行的,可用于预报浅海环境参数对接收波形的影响。     

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。     

基于ICESat-GLAS波形数据估测森林郁闭度

为探究GLAS波形数据在估测森林郁闭度方面的潜力,以吉林省汪清林业局经营区为研究区,利用高斯低通滤波器对GLAS波形数据进行平滑滤波,从平滑后的GLAS波形数据中提取比值能量参数(I)和差值能量参数(e_c),针对不同森林类型分别建立森林郁闭度单变量模型和多变量模型。研究结果表明:利用参数I建立的单变量模型优于利用参数e_c建立的单变量模型; 而利用参数I和e_c建立的多变量模型明显优于单变量模型。对阔叶林来说,森林郁闭度模型的决定系数(R²_adj)和均方根误差(RMSE)分别为0.72和0.07,模型验证的R²_adj为0.74,RMSE为0.06; 而对于针叶林,模型的R²_adj为0.80,RMSE为0.10,模型验证的R²_adj为0.76,RMSE为0.11; 混交林模型的精度在阔叶林和针叶林之间,模型的R²_adj为0.75,RMSE为0.09,模型验证的R²_adj和RMSE分别为0.71和0.07。因此,GLAS波形数据在估测森林郁闭度方面具有一定的潜力,将参数I和e_c联合能够提高GLAS波形数据估测森林郁闭度的精度。     

分布式小卫星SAR回波信号仿真

基于分布式卫星的空间构形及相对运动，在地心赤道坐标系内分析了卫星平台与地面目标之间的瞬时距离、相对速度及加速度变化规律，给出一种基于编队构形的分布式小卫星SAR目标回波信号产生的方法，并用距离-多普勒算法进行成像。这为进一步研究基于分布式卫星SAR的动目标检测性能提供了数据基础，有助于编队卫星SAR系统参数设计和选择。     

基于去噪光子图的光子映射

光子映射是产生高质量的照片级图像的有效方法。基于内存中有限的M个光子,提出基于去噪光子图的光子映射,即通过光子能量传递,得到若干个包含M个去噪光子的光子图保存到外存中;在光照估计阶段,将外存中这些去噪光子图依次读入内存,进行光照估计而得到相应的图像,最终的图像为上述图像的平均。这大大减少了光照估计的噪声,通过设置较小的光照估计的最近光子数目,可以得到噪声和偏差都很小的图像,并且视点切换时无需重新进行光子跟踪,即绘制时间非常少。实验表明只需较少的去噪光子图,就能得到很好的光照估计的效果。