1 电子科技大学基础与前沿研究院, 四川 成都 610054
2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 上海 200050
如何实现高维纠缠态的纠缠检测是量子科技理论和实验研究的一项重要内容。传统的基于保真度的纠缠见证并不能适用于检测所有种类的纠缠态, 且其测量组合的数目也并非最优。通过在光子的时间片自由度上制备出两体三维最大纠缠态, 在使用传统纠缠见证无法认定其纠缠性质的情况下, 采用基于凸优化理论的纠缠检测方法对该量子态的纠缠维度进行检测。结果表明, 凭借新方法可获得更有效的测量方案, 能够高效准确地认证目标态的纠缠维度, 并将传统纠缠见证实验所需的 15 组测量组合减少 至 6 组。
量子信息 纠缠见证 纠缠检测 高维纠缠态 quantum information entanglement witness entanglement detection high-dimensional entangled states
浙江警察学院刑事科学技术系，浙江 杭州 310053
激光打印墨粉的品牌型号判别是法庭科学专家认定涉案打印机具和鉴别添加打印文件的关键步骤，已有方法通常需要大量训练样本才能获得可靠的分类模型，但实际案例中往往无法获取足够的样本。针对这一问题提出了基于红外光谱和化学计量法的小样本墨粉种类判别方法。实验采集了8种不同品牌型号的激光打印墨粉红外光谱数据，根据光谱信号的特点以及遍历法选出效果最佳的光谱数据预处理方法，并对处理后的数据建立偏最小二乘判别分析（PLS-DA）模型，以随机森林（RF）和支持向量机（SVM）作为对比算法。实验结果表明：二阶导数与Savitzky-Golay平滑组合使用可以获得实验数据的最佳预处理效果；PLS-DA模型的准确率始终高于RF和SVM，训练集样本数大于90时PLS-DA模型准确率为100%，训练集样本数为60时该模型准确率为95%。提出的基于红外光谱和PLS-DA的激光打印墨粉种类判别模型准确率高、可解释性强且所需训练样本数较少，在物证检验领域具备较强的实用性。
光谱学 小样本分类 红外光谱 化学计量法 墨粉分类 激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1930005
1 浙江警察学院刑事科学技术系，浙江 杭州 310053
2 浙江安正科技股份有限公司，浙江 杭州 310008
针对三维模型传统顶点着色渲染方法存在数据体量大、渲染效果差等问题，提出了一种利用点云与多站全景图像空间融合技术生成清晰纹理图像的方法。首先计算全景纹理像素点对应的空间映射点到全景球中心的遮挡；其次进行纹理图像素点通视情况下多站全景的空间颜色域反距离加权融合；然后对纹理图像空白区域进行反距离加权填充，生成清晰纹理图像；最后采集全景图像和激光点云作为数据源，进行生成纹理图像实验。实验结果表明：所提方法经过并行设计，实现了多站全景图像到高清纹理图像的快速生成；相比传统顶点着色方法，视觉效果更加真实，更加清晰，提升了犯罪现场三维模型可视化效果。
成像系统 三维重建 全景图像 激光点云 三角化 激光与光电子学进展
2022, 59(16): 1611008
1 华东师范大学 精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200241
2 山东大学 山东省金刚石材料与半导体器件重点实验室, 济南 250101
3 济南金刚石科技有限公司, 济南 250101
4 山西大学 极端光学协同创新中心, 山西 030006
为了解决在基于金刚石氮-空位（NV）色心的磁场高灵敏度测量中, 高速获取磁场信号引起的NV色心发光强度的微小变化的技术瓶颈问题, 自行设计出一套能够实现金刚石NV色心自发辐射和受激辐射信号同步测量的光学系统, 并利用一个长焦距透镜收集金刚石NV色心受激辐射信号, 从而尽最大可能地滤除金刚石NV色心的自发辐射信号, 提高测量受激放大增益的信噪比。实验中成功观察到NV色心零声子线的受激辐射放大, 分析了抽运光功率、信号光功率、抽运光偏振方向和信号光偏振方向对放大特性的影响。结果表明, 通过对抽运光和信号光相关参量的优化调整, 最终获得了10.5%的受激辐射增益。该研究为实现NV光放大远程磁场监测奠定了研究基础。
激光技术 受激辐射放大 金刚石色心 量子传感 磁场测量 laser technique stimulated radiation amplification diamond color center quantum sensing magnetic field measurement
1 电子科技大学基础与前沿研究院, 四川 成都 610054
2 西南技术物理研究所, 四川 成都 610041
量子通信是当前量子信息领域的研究前沿和热点。增益开关半导体激光产生技术是一种实现脉冲激光产生的成熟方法,将其与注入锁定技术结合,可以满足量子通信应用对激光脉冲的需求。系统地介绍了增益开关半导体激光器的工作原理和注入锁定方案,以及其在量子密钥分发、量子随机数产生等方面的应用现状,着重从物理原理、实验方案和最新研究进展等方面进行阐述,并对其下一步的发展进行简要展望。
1 西南技术物理研究所, 成都 610041
2 电子科技大学 基础与前沿研究院, 成都 610054
为了研究量子关联测量和Hong-Ou-Mandel干涉测量在激光雷达探测上的潜在应用, 采用基于色散位移光纤制备关联双光子源的方法和全同光子的Hong-Ou-Mandel干涉原理, 搭建了关联双光子产生平台和Hong-Ou-Mandel干涉平台, 进行了理论分析和实验检测。结果表明, 制备出的关联双光子源, 其双光子产生率最高约8kHz, 符合/偶然符合计数比最大值约为15, 验证了双光子源的量子关联特性; 测试了两路弱相干-单光子源的Hong-Ou-Mandel干涉, 干涉可见度为0.41±0.01, 若将一路光子信号作为激光雷达的回波信号, Hong-Ou-Mandel干涉测量可以将激光雷达的时间测量精度提升到0.95ps±0.03ps, 对应空间分辨率为284.06μm±9.94μm。相关实验结果为后续研究不同体制的量子光学-激光雷达技术奠定了基础。
量子光学 激光雷达 关联双光子源 Hong-Ou-Mandel干涉 quantum optics LADAR correlated two-photon source Hong-Ou-Mandel interference
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
2 Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
3 Southwest Institute of Technical Physics, Chengdu 610041, China
4 CAS Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
5 e-mail: c.z.yuan@uestc.edu.cn
6 e-mail: youwang_2007@aliyun.com
7 e-mail: zhouqiang@uestc.edu.cn
With propagating through a dispersive medium, the temporal–spectral profile of optical pulses should be inevitably modified. Although such dispersion effect has been well studied in classical optics, its effect on a single-photon wave-packet has not yet been entirely revealed. In this paper, we investigate the effect of dispersion on indistinguishability between single-photon wave-packets through the Hong–Ou–Mandel (HOM) interference. By dispersively manipulating two weak coherent single-photon wave-packets which are prepared by attenuating mode-locked laser pulses before interfering with each other, we observe that the difference of the second-order dispersion between two optical paths of the HOM interferometer can be mapped to the interference curve, indicating that (i) with the same amount of dispersion effect in both paths, the HOM interference curve must be only determined by the intrinsic indistinguishability between the wave-packets, i.e., dispersion cancellation due to the indistinguishability between Feynman paths; and (ii) unbalanced dispersion effect in two paths cannot be canceled and will broaden the interference curve thus providing a way to measure the second-order dispersion coefficient. Our results suggest a more comprehensive understanding of the single-photon wave-packet and pave ways to explore further applications of the HOM interference.
Photonics Research
2021, 9(6): 06001134
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Optical Information Science and Technology, Ministry of Education, Institute of Modern Optics, Nankai University, Tianjin 300071, China
Based on the generalized Mie theory, refractive index sensing characteristics of single silver nanoparticle respectively illuminated by tightly focused linearly-polarized and radially-polarized light beams are investigated. The spectra for localized surface plasmon resonances (LSPR) under different dielectric environments demonstrate that distinct dipolar and quadrupolar resonances can be always observed for the case of radial polarization, while there is only strong dipolar resonance for the case of linear polarization. The dipolar mode has a higher sensitivity. However, the figure of merit (FOM) for the quadrupolar resonance is much higher than that for the dipolar resonance, because the quadrupolar resonance has a narrower width.
1 浙江警察学院刑事科学技术系,杭州310053
2 桐乡市公安局,浙江桐乡314500
3 北京市公安局刑事科学技术研究所,北京100054
本文利用装备有衰减全反射附件的红外光谱仪对62种不同产地、不同品牌的复印纸进行检验,建立了纤维素和无机填料峰面积的比值作为区分鉴别复印纸的新方法,区分度达到了91.96%,达到了无损、快速、准确检验区分的目的。
红外光谱法 复印纸 区分率 物证鉴定 infrared spectroscopy copy paper discriminating power forensic science
1 文件检验鉴定公安部重点实验室(中国刑警学院), 辽宁 沈阳 100035
2 浙江警察学院 刑事科学技术系, 浙江 杭州 310053
3 司法部司法鉴定科学技术研究所, 上海 200063
为了使用快速、无损的方法区分激光打印文件使用的墨粉种类, 利用高光谱成像技术结合化学计量法对6种激光打印墨粉的光谱数据进行建模和种类鉴别的研究。利用可见-近红外高光谱成像仪采集400~1 000 nm波段内的光谱数据, 采用Savitzky Golay 平滑、标准化、多元散射校正和标准正态变量变换4种方法分别对光谱数据进行预处理, 而后分别建立随机森林(RF)、K最近邻(KNN)、支持向量机(SVM)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和簇类独立软模式(SIMCA)模型, 进而实现激光打印墨粉的种类鉴别。利用准确率、拒识率和误识率3个指标作为模型评价标准。实验结果显示, SVM和PLS-DA模型的效果最佳, 准确率为100%, 拒识率和误识率为0。基于可见-近红外高光谱成像技术可以实现激光打印墨粉的快速种类鉴别。
高光谱图像 墨粉种类鉴别 化学计量法 支持向量机 偏最小二乘判别分析 hyperspectral imaging toner identification statistical learning method SVM PLS-DA
