山西大学 理论物理研究所 山西 太原 030006
本文基于一个两量子比特开放系统, 详细分析了改进的量子存储辅助的熵不确定关系、量子失协和密集编码容量在级联环境中的动力学行为。结果表明: 在弱、强两种耦合体系下, 熵不确定度及其下界完全紧致, 且熵不确定度与密集编码容量呈现反关联关系; 量子比特与腔之间的耦合强度 对熵不确定关系的演化、量子失协的“复苏”、量子密集编码过程的有效性等有着重要影响。此外, 我们进一步考察了过滤操作对熵不确定关系、量子失协和密集编码容量的调制作用, 获得一些有意义的结果。
量子失协 熵不确定关系 密集编码容量 动力学 Quantum discord entropic uncertainty relation dense coding capacity dynamics 量子光学学报
2023, 29(3): 030103
1 延安大学 化学与化工学院，延安市分析技术与检测重点实验室，陕西 延安 716000
2 中材地质工程勘查研究院有限公司，北京 100102
3 延安大学 医学院，陕西 延安 716000
以葡萄糖为碳源、对苯二胺为氮源，一步水热法合成了新型双发射荧光碳量子点（GP?CQDs），对该GP?CQDs的形貌及光谱特性进行了研究。实验发现，在单一波长λex=300 nm激发下，该GP?CQDs于348 nm和452 nm处有双发射荧光信号。将MnO4-加入GP?CQDs溶液，GP?CQDs于452 nm处的荧光信号完全猝灭，而348 nm处的信号基本不变。于上述猝灭体系中继续加入S2-，其于425 nm处产生新的荧光发射峰，相较于GP?CQDs原452 nm处的荧光信号，发射峰位置发生蓝移，且发射峰强度随S2-的浓度增加线性增强，而348 nm处的信号无增敏现象。根据该现象，以425 nm处的荧光峰为响应信号、348 nm荧光峰为参比信号，可直接构建基于S2-测定的比率荧光传感探针。实验对该探针的构建条件及分析性能进行了优化，当S2-浓度在3.1×10-8 ~ 8.0×10-6 mol/L范围内时，与348 nm和425 nm两处的荧光强度比值（I425/I348）呈现良好的线性关系，检出限为9.41×10-9 mol/L（3σ/k）。对MnO4-及S2-与GP?CQDs的作用机理进行了探讨。该方法简单、快速、灵敏度高，用于环境水样中S2-的测定，结果满意。
硫离子（S2-） 双发射荧光碳量子点 比率荧光传感器 sulfur ion dual-emission carbon quantum dots ratio fluorescence probe
1 长春工程学院，吉林 长春130021
2 航空遥感技术国家测绘地理信息局重点实验室，北京100039
为进一步提高城市生态监测的精确度，在前人开展的城市生态遥感监测研究的基础上引入“区域尺度”的概念，充分考虑小区域范围内不同地物间的交互作用，并利用移动窗口模型(Moving Window-Remote Sensing Ecology Index, MW-RSEI)对沈阳市浑南区的遥感影像进行逐像元分析。实验结果表明，MW-RSEI模型和生态遥感监测模型（Remote Sensing Ecology Index, RSEI)在整体生态评价趋势上表现出一致性。但MW-RSEI模型对城市生态中的细节区域表征更明显。考虑到建筑及裸地周围植被的影响，其较差生态区域的占比仅为6%，生态评价为优的区域占比为11%。研究区生态评价结果表现得较为连续，并未出现明显的断层现象。该结果具有现实意义且与实际生态分布更为符合。MW-RSEI模型在城市生态监测中更为适用，可为相关部门提供一定的技术参考。
移动窗口 遥感生态指数模型 城市生态监测 moving window remote sensing ecological index model urban ecological monitoring
中国人民解放军61932部队, 北京 100166
基于矢量分解及双随机相位编码设计了一种光学图像加密系统。通过矢量分解将原始图像分解为两个相位模板, 其中一个相位模板通过双随机相位编码系统进行加密, 另一个相位模板作为额外的密钥, 参与图像的解密, 通过与解密光束相干叠加恢复出原始图像。数值模拟表明, 所设计加密系统具有较好的加密和解密效果, 以及较强的抗噪声和剪切攻击能力。相较于双随机编码系统, 文中加密系统通过矢量分解增加了一个密钥, 拓展了系统密钥空间, 且矢量分解破坏了加密系统的线性关系, 加密系统能够抵御唯密文攻击、已知明文攻击及选择明文攻击, 具有较高的安全性。
光学加密 矢量分解 双随机相位编码 密钥空间 Optical encryption Vector decomposition Double random phase encoding Key space
1 中国科学院微电子研究所，北京 100029
2 中国科学院大学，北京 100094
相位光栅位置测量系统是实现超精密制造的核心，自参考干涉信号对比度是影响相位光栅位置测量精度的重要因素之一，而光束偏振特性直接决定了自参考干涉信号的对比度。采用琼斯矩阵和矢量形式反射定律，对自参考干涉仪棱镜中的传输光束进行了偏振追迹，构建了相位光栅位置测量系统的琼斯矩阵模型，并用物理光场数值分析软件VirtualLab验证了该模型的准确性。基于该模型分析了偏振分光面消光比、入射光偏振态及棱镜光程差对自参考干涉信号对比度的影响，结果表明，在波长为λ的照明光束下，为保证干涉信号对比度优于0.98，偏振分束镜的消光比需大于122，入射光椭偏角ψ和椭圆度tan ε分别在（0.693 rad，0.878 rad）和（-0.093，0.093）范围内，棱镜光程差需控制在（-0.03λ，0.03λ）范围内。综合考虑后，要求入射光椭圆度的取值范围为0.531δ±0.087（δ为自参考干涉仪棱镜的相位差）。该分析结果可为相位光栅位置测量系统中光束偏振特性的调控补偿提供理论依据，对提高自参考干涉信号对比度及相位光栅位置测量系统的精度具有重要意义。
物理光学 偏振 自参考干涉仪 琼斯矩阵 干涉信号对比度 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2326002
1 桂林电子科技大学 无线宽带通信与信号处理广西重点实验室，广西 桂林 541000
2 哈尔滨工程大学 光纤集成光学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
研究了一种基于多模共振的多通道太赫兹波导滤波器。在太赫兹周期结构波导中引入缺陷，可以在禁带范围内形成通带，从而实现窄带滤波。通过数值模拟对多通道滤波器的特性进行了研究。结果表明，通过改变缺陷长度可以实现通道数可调的多通道滤波功能，通道数可达10~12个，透过率均在98%以上。此外，改变波导结构的周期个数，还可实现对通带带宽的调控，最窄带宽可达0.01 GHz。该波导滤波器性能优良，具有结构紧凑、易于集成、透过率高、通道多、带宽窄等优点，为太赫兹波段功能器件的研制提供重要的技术参考。
太赫兹波导 多通道滤波器 布拉格共振 非布拉格共振 terahertz waveguide multichannel filter Bragg resonance non-Bragg resonance 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(5): 808
桂林电子科技大学 无线宽带通信与信号处理广西重点实验室，广西 桂林 541000
太赫兹时域光谱技术作为一种新型光谱检测手段，可用于包括水合物在内的多种物质的表征。金属硫酸盐具有多种不同的水合物，在太赫兹波段表现出不同的吸收特性，利用太赫兹光谱技术可以对过渡金属硫酸盐的不同水合物进行有效表征。本文利用太赫兹时域光谱系统对硫酸镁及其水合物进行表征。通过对七水硫酸镁进行恒温干燥，得到不同的硫酸镁热解产物并对其太赫兹吸收光谱进行研究。实验结果表明不同水合物表现出差异明显的太赫兹吸收特性。这为硫酸镁水合物的多种应用提供了重要参考，也为过渡金属硫酸盐及其水合物的检测提供了简单、快捷、有效的表征手段。
硫酸镁 水合物 太赫兹表征 吸收光谱 热解产物 magnesium sulfate hydrate terahertz characterization pyrolysis products 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(5): 794
1 清华大学 电子工程系 集成光电子学国家重点实验室， 北京 100084
2 北京图湃影像科技有限公司， 北京 102206
3 清华大学 附属北京清华长庚医院 清华大学临床医学院， 北京 102218
全光纤型侧向光学相干层析(OCT)探针由于兼具尺寸小和三维全周成像的优点，近年来受到了学术、工业界的广泛关注。文章通过对全光纤型侧向OCT探针的聚焦性能进行数值仿真，优化了探针的结构参数。基于优化的探针结构，针对反射器与GRIN光纤间随机横向位移引发的光功率衰落，进一步数值分析了探针套管尺寸及反射器位置对于探针鲁棒性的影响。
光学相干层析 全光纤型侧向OCT探针 光学设计 光学仿真 鲁棒性分析 optical coherence tomography allfibertype sideviewing probe optics design optics simulation robust analysis
1 中国科学院微电子研究所, 北京 100029
2 中国科学院大学, 北京 100049
匀光系统的均匀性是实现深紫外CMOS图像传感器参数测试的关键。根据傅里叶光学理论, 结合ArF准分子激光输出光斑特点, 设计了复眼阵列匀光系统的初始结构, 并在ZEMAX非序列模式下建立了匀光系统模型。针对ZEMAX光源中光线采样随机性的特点及匀光系统均匀性的要求, 对追迹光线数目及复眼阵列中透镜元个数进行了优化。在透镜元大小为1mm、采用1亿根光线并做30次平均后, 在12mm×12mm光斑范围内获得了均匀性为0.986的均匀照明光斑, 满足CMOS图像传感器测试对光斑均匀性优于0.97的要求。
深紫外 CMOS图像传感器 匀光系统 光学设计 deep ultraviolet CMOS image sensor homogenizing optical system optical design
