光纤是现代通信系统及量子保密通信网中不可或缺的传输介质。针对光纤端面缺陷对光传输系统造成传输质量下降甚至永久性损伤的问题，提出了一种改进YOLOv5算法的光纤端面检测模型YOLOv5_CS。该模型首先将轻量化网络ShuffleNetV2作为主干特征提取网络，利用深度卷积操作以及通道随机混合策略，缩减模型容量，丰富特征信息；随后引入卷积注意力机制（CBAM），同时在空间维度和通道维度上进行特征增强，提升网络性能；最后缩减特征融合层的卷积核数量，实现进一步的模型压缩，并利用数据增广技术构建的光纤端面数据集，对所提方法的有效性进行对比验证。结果表明，与YOLOv5算法相比，所提模型的模型容量压缩了80%，检测速度提升了31.1 frame/s，均值平均精度（mAP）提高了1.7%，能够较为准确以及实时地检测光纤端面缺陷。此项工作面向便携式智能检测装置的研制，可为光纤端面缺陷检测及相关视觉传感产业提供技术支持。

在铷原子波段将光场信息编码到Time-bin 量子比特, 然后将Time-bin量子比特在光纤中经过2.3 km的远距离传输, 利用非平衡马赫-曾德尔干涉仪对传输后的Time-bin的相干度进行测量, 实验结果显示单光子量级的Time-bin远距离传输后其相干保持度为81%。

随着激光技术及量子通信技术的不断发展,声光调制器已经成为多个领域的重要器件。衍射效率和任意偏振光偏振保持能力成为声光调制器的重要指标。通过对声光调制器的衍射效率进行理论分析和实验研究,提出了提升声光衍射效率的理论方法,并设计了一种任意偏振光可偏振保持的正反馈声光调制器系统。经实验验证,该声光调制系统能显著提高声光调制器的衍射效率,且在量子通信领域中可保证任意偏振光的保偏传输。研究结果为光纤耦合声光调制器以及基于声光调制器的量子器件的研究提供了参考。

量子通信网络由量子节点和量子信道构成。在量子节点上进行量子态的操控,其对应的是原子记忆波段;然而原子记忆波段的工作波长在光纤(量子信道)中的传输损耗很大,不利于远距离的信息传输。在本文中,我们选用周期极化铌酸锂波导晶体作为非线性介质,利用差频技术实现了铷原子D1线795 nm波段到1 621 nm波段的频率转换,并研究了频率转换效率随实验参数的变化关系。

本文开展了光学腔内两正交偏振模振幅和相位补偿的实验研究。通过采用特殊腔型和两个λ／2波片,补偿腔内反射镜对水平偏振模和垂直偏振模的反射率差异,使两个偏振模的输出振幅相等。利用一组λ／4-λ／2-λ／4波片补偿光学腔内水平偏振模和垂直偏振模的相位差,使两个模的输出重合。通过上述的振幅和相位补偿方法,可实现任意偏振光经过环形腔后偏振不变,为任意偏振比特在腔内冷原子系综中的高效率高保真度存储提供了实验基础。

本文报道了一种可用于原子存储实验的窄带Fabry-Perot滤波器。该滤波器由一块两面镀高反射膜的标准具和控温系统组成,通过控制标准具温度来改变滤波器的共振透射频率。理论计算了标准具两个表面的不平行度对滤波器共振透射特性的影响,结果表明滤波器共振透射率随着不平行度的增大而减小,同时透射光强分布会出现形变。实验测得滤波器的自由光谱区1.85 GHz,透射带宽59 MHz,共振透射率29％,10小时内透射功率波动小于5％。

在不同导向磁场条件下,利用电磁感应透明效应(EIT)动力学过程,在87Rb冷原子系综中进行了两正交偏振光存储和释放的实验研究。研究结果表明:随着导向磁场的增加,磁敏感自旋波对存储寿命的影响不断减小,存储寿命逐渐增大,当磁场增加到125 G时,存储寿命达到15 ms。

利用电磁感应透明效应的动力学过程我们在87Rb冷原子系综中实验实现光学信号的存储和释放。通过改变信号光和耦合光的角度实现了自旋波波长的变化。在此基础上我们研究了存储寿命与自旋波波长的关系,结果表明,光存储寿命随自旋波波长(角度)的增加(减小)而增加,当自旋波波长大于2.2 mm(信号光和耦合光的角度小于0.02度)时,存储寿命可达到2.4 ms。

利用电磁感应透明效应(EIT)在87Rb冷原子介质中进行了光学信号存储释放的实验研究。测量了信号光存储效率随冷却系统中再泵浦光功率的变化关系。结果表明:当再泵浦光从零开始增大时,存储效率随之增大而增大;再泵浦光功率超过一定强度时,存储效率开始降低。一个简单的分析说明了上述存储效率与再泵浦光强的关系。