作者单位
摘要
南京邮电大学量子信息技术研究所 江苏 南京 210003
量子随机数因为其不可预测性和真随机性, 在信息安全方面发挥着越来越重要的作用。现有的随机数生成协议大都假定光源服从一定确知的分布概率, 然后通过测量值估算可提取随机数的最小熵。但是由于实际光源器件的不完美, 其光强分布存在一定波动, 倘若在计算最小熵过程中忽略该强度波动, 将导致计算最小熵数值偏大, 影响安全性; 倘若使用传统的方法考虑光强波动, 则导致估算结果过差, 降低可获取随机性的大小。针对该问题, 本文提出了一种具有光源监控功能的量子随机数发生器方案, 并且以基于维度目击值的自检测量子随机数发生器协议为例进行介绍。仿真结果显示通过在源端添加光源监控模块的方法, 能够对单光子贡献的上下界给出更紧致的估计, 与传统方法相比, 能够获得更高的最小熵和随机性。该方案为量子随机数发生器的实用化提供了一个有用的工具。
量子随机数 光源监控 诱骗态 quantum random number light source monitoring decoy state 
量子光学学报
2023, 29(1): 010302
作者单位
摘要
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春
在轨运行载荷的性能不可避免地出现衰减,场地定标是一些卫星载荷在轨辐射定标主要手段之一,其精度主要取决于地表反射率的准确程度。本文介绍了地表反射率自动观测系统原理和系统组成,并在敦煌辐射校正场实现无人执守自动化、无间断的地表光谱反射率测量,采用标准白板法和辐照度法两种方法同步观测,对两种方法获取的地表反射率数据分别进行了短期和长期稳定性的对比分析,地表反射率可直接溯源至标准白板反射率,减少了定标传递环节。结果表明:标准白板法测量地表反射率短期均值偏差为0.130%,长期测量350~600 nm波段均值偏差为4.996%,600~2 500 nm波段均值偏差为2.104%。标准白板法测量地表反射率合理可行,测量曲线连续、平滑、抖动少,可通过定期清洁标准白板提高测量准确性。辐照度法短期测量与标准白板法具有相近的性能,350~1 900 nm波段均值偏差为0.236%,1 900~2 500 nm波段均值偏差为0.443%。长期测量地表反射率整体漂移小,平均漂移为0.735%,但存在反射率曲线局部噪声大的缺点。可将两种方法相结合,获得更为准确的地表反射率数据。
标准白板法 辐照度法 地表反射率 自动观测系统 场地定标 standard whiteboard method irradiance method surface reflectance automatic observation system field calibration 
光学 精密工程
2023, 31(16): 2319
田杰文 1,2叶新 1,*方伟 1
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了减小对卫星上的空间使用,针对定标特点,本文提出了一种用于积分球光源准直照明的自由曲面反射镜设计方法。采用该方法,能够以小口径的积分球实现大面积的方形均匀辐照度分布。首先,通过点光源模型建立自由曲面离轴反射照明数学模型,然后,通过切比雪夫点离散自由曲面,并求解出满足点光源照明的自由曲面模型,最后,分析积分球的光源特性,通过逐步优化自由曲面能量分布方法完成点光源照明模型到积分球照明模型的转变。通过分析可知,设定照明面积为140 mm×140 mm时,目标面的辐照度非均匀性的不均匀度小于0.02。满足星载定标轻量化,短光路,结构简单的需求。
几何光学 照明设计 辐射定标 积分球光源 geometric optics illumination design radiometric calibration integrating sphere light sources 
中国光学
2023, 16(1): 127
作者单位
摘要
武汉科技大学, 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室, 武汉 430081
作为再回收铝过程中产生的废渣, 二次铝灰具有明显的化学反应性和有毒、有害物质浸出等危险性特征。为了解决制铝行业中产生的二次铝灰堆存处置问题, 以二次铝灰为原料, 通过水洗、圆盘造粒, 再经1 200~1 400 ℃热处理, 制备了高强度陶粒。运用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对不同热处理温度下陶粒试样的物相组成和微观形貌进行分析, 并对材料堆积密度、表观密度、孔隙率以及筒压强度进行了测试。结果表明: 随着热处理温度升高, 陶粒内部结构逐渐致密化, 堆积密度、表观密度及筒压强度均随之增大; 其中, 1 400 ℃热处理后, 陶粒的主要物相为刚玉和镁铝尖晶石, 其表观密度和体积密度分别为1.82 g/cm3和1.81 g/cm3, 筒压强度可达25.7 MPa, 属于高强度陶粒。
二次铝灰 高强度陶粒 热处理温度 显微结构 筒压强度 secondary aluminum ash high strength ceramsite heat treatment temperature microstructure cylinder compressive strength 
硅酸盐通报
2023, 42(2): 618
作者单位
摘要
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
卤钨灯光谱辐照度衰减会增加灯-板系统的光谱辐亮度不确定度,因此,有必要对卤钨灯的衰减特性展开研究,以提高灯-板系统光谱辐亮度精度。首先,根据黑体辐射定律和维尔斯特拉斯定理,在400~1300 nm波段,提出了一种包含待定阶数的卤钨灯光谱辐照度衰减模型。然后,实验测量卤钨灯的光谱辐照度衰减曲线,分别利用不同阶数的模型对其光谱辐照度衰减曲线进行最小二乘拟合。最后,以满足重建精度要求的最低阶数作为卤钨灯光谱照度模型的阶数。对于本文所用型号的卤钨灯,当模型阶数为二阶时卤钨灯光谱辐照度衰减曲线的重建精度优于0.25%。本文给出的光谱辐照度衰减模型为提高灯-板系统的光谱辐亮度精度奠定了理论基础。
卤钨灯 光谱辐射定标 星上定标 黑体 halogen tungsten lamps spectral irradiance on-board calibrator blackbody radiation 
中国光学
2022, 15(4): 825
Renhong Gao 1,6Ni Yao 2Jianglin Guan 3,4Li Deng 3,4[ ... ]Ya Cheng 1,3,4,6,7,8,9,**
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-Intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences (CAS), Shanghai 201800, China
2 Research Center for Intelligent Sensing, Zhejiang Lab, Hangzhou 311100, China
3 XXL—The Extreme Optoelectromechanics Laboratory, School of Physics and Electronic Science, East China Normal University, Shanghai 200241, China
4 State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University, Shanghai 200062, China
5 State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
6 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
7 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
8 Collaborative Innovation Center of Light Manipulations and Applications, Shandong Normal University, Jinan 250358, China
9 Shanghai Research Center for Quantum Sciences, Shanghai 201315, China
We demonstrate integrated lithium niobate (LN) microring resonators with Q factors close to the intrinsic material absorption limit of LN. The microrings are fabricated on pristine LN thin-film wafers thinned from LN bulk via chemo-mechanical etching without ion slicing and ion etching. A record-high Q factor up to 108 at the wavelength of 1550 nm is achieved because of the ultra-smooth interface of the microrings and the absence of ion-induced lattice damage, indicating an ultra-low waveguide propagation loss of 0.0034 dB/cm. The ultra-high Q microrings will pave the way for integrated quantum light source, frequency comb generation, and nonlinear optical processes.
lithium niobate microcavities waveguide 
Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 011902
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春30033
2 中国计量科学研究院,北京10009
3 中国科学院 低温工程学重点实验室(理化技术研究所),北京100190
高精度星上辐射基准的建立是提升在轨辐射定标精度的主要技术手段,本文开展了溯源至国际基本单位制(SI)的空间低温绝对辐射基准研究。自主研制高灵敏度低温绝对辐射探测器,设计高热阻的探测器与冷指连接结构以提升灵敏度,通过多级精密温控建立优于0.4 mK的高稳定热环境。采用大冷量两级脉冲管制冷机,通过压缩工质气体的斯特林循环获得20 K的深低温工作环境。建立低温绝对辐射测量链路,评估测量不确定度,并与国家计量科学研究院的基准低温辐射计进行对比。实验结果表明:空间低温绝对辐射计实验样机的灵敏度达到3 565 K/W,对0.4 mW量级激光功率的测量重复性达到0.017%,相对标准不确定度为0.029%;与基准低温辐射计的归一化偏差为0.4,验证了不确定度评估结果的有效性。该工作为研制空间低温绝对辐射计奠定关键技术基础,对基于绝对探测器的在轨辐射定标方法研究具有重要意义。
辐射定标 低温绝对辐射计 电替代 不确定度 间接比对 radiometric calibration cryogenic absolute radiometer electrical substitution uncertainty indirect comparison 
光学 精密工程
2021, 29(1): 10
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为满足空间遥感器在轨辐射定标精度和溯源性的需求, 中科院长春光机所研制了空间低温绝对辐射计。本文介绍了实验室辐射基准的低温辐射计的发展现状, 并着重介绍了我们研制的空间低温绝对辐射计的设计方案。空间低温绝对辐射计采用斯特林机械制冷机提供20 K工作环境, 通过优化吸收腔结构和热连接, 设计出响应度0.2 K/mW和1 K/mW的总腔和光谱腔。采用闭环高精度温度控制和两次电定标的电替代测量方式, 利用探测器材料在低温下的优异热性能, 实现总腔0.02%精度水平的光功率测量, 建立辐射基准。并采用温度比对的方式, 将辐射基准传递给光谱腔, 实现溯源至国际单位制基本单位的光谱辐射测量, 为遥感器在轨可溯源的光谱辐射定标提供重要的技术储备。
辐射基准 辐射定标 可溯源 低温辐射计 radiance benchmark radiance calibration traceability cryogenic radiometer 
发光学报
2019, 40(8): 1015
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130039
2 中国科学院大学, 北京 100049
太阳辐射测量是研究太阳活动与地球气候演变的重要方式之一, 对人类社会的可持续发展具有重要意义。衍射效应作为测量过程中系统误差的主要来源之一, 有必要进行精确的修正, 从而提高测量数据的精度。首先, 对衍射效应理论进行研究, 从Kirchhoff衍射理论出发, 在高斯光学近似下, 逐步确定点与点, 点与面, 面与面之间的能量传输关系, 推导出了衍射效应的一般公式; 接着, 根据衍射效应的渐近性质, 得到了一种简化的计算方法; 然后, 用简化的方法计算太阳辐照绝对辐射计(SIAR)的衍射效应以及衍射修正因子, 最后, 根据衍射修正结果, 计算相对于世界辐射基准(WRR)的定标系数。结果显示: SIAR的衍射效应以及衍射修正因子分别约为1002 742和0997 265。经过衍射修正后, SIAR对WRR的定标系数更接近于1, 表明衍射修正降低了系统误差, 提高了辐射测量的准确度。
太阳辐射计 衍射效应 衍射修正 计算方法 Solar radiometer diffraction effect diffraction correction calculation method 
中国光学
2018, 11(5): 851
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为提升遥感相机的高密度组装技术, 采用厚膜集成电路技术设计了高集成度的TDI CCD成像系统, 并对该成像系统中的具体设计做了详述。首先TDI CCD焦平面通过机械拼接方式拼凑成可复制的单元。然后, 通过三极管射极跟随器增强CCD输出图像信号强度传送给模拟前端芯片LM98640中转换成14 bit的数字信号, 再传给现场可编程门阵列芯片XC5VLX50T-1FFG1136C缓存和整合处理。最终, 通过TLK2711高速LVDS输出芯片传输给数据采集卡并在计算机上成像。该成像系统中所有的驱动信号和处理时序都是通过现场可编程门阵列产生的, 计算机可以通过RS422通信总线对成像系统进行控制和部分参数修改。该系统中的驱动电路和CCD二次电源电路采用厚膜集成电路技术设计, 提高了系统的集成度。实验结果表明: 整个系统基于厚膜技术, 驱动电路PCB电路板减少了2/3的面积, 同时采用了机电热一体化的设计, 实现了相机的高密度组装。该系统总数据输出速度达到3.6 Gbps, 饱和输出图像信噪比52.6 dB。
电荷耦合器件 模块化 厚膜 时间延迟积分 成像系统 CCD modularity thick-film TDI imaging system 
红外与激光工程
2018, 47(6): 0618001

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