量子密钥分配协议的无条件安全性建立在理想的量子设备、经典设备和随机数的假设下。实际系统与理想协议存在一定的差异性,这种差异性可能被窃听者利用,从而导致系统的不安全。利用分束器的分束比具有波长相关特性, 窃听者可以采取波长攻击控制接收端测量基矢的选择。基于基矢选择的随机性偏差参数,给出分束器波长相关性的定量刻画方法。进一步利用纠缠提纯安全性分析技术,分析了量子密钥分配系统在波长攻击下的安全性,给出了不同随机性偏差参数下的安全密钥率公式。

电力信息系统数据(尤其是国际业务数据)的安全传输关系着整个电网的安全运行。无条件 安全的量子通信技术可大幅提高系统数据传输的安全级别,并提供对窃听者的可检测性。 基于与测量设备无关量子密钥分配(MDI-QKD)协议,针对国际电力业务数据传输的特殊性, 提出将MDI-QKD协议应用到传统的电力系统国际业务数据传输的即插即用MDI-QKD方案,此方 案包括测量控制中心、外网国际业务专区和海外传输前置区。测量控制中心负责光脉冲的产 生和贝尔态测量,外网国际业务专区和海外传输前置区通过密钥管理端口与量子虚拟专用 网(VPN)相连,实施数据加密,理论分析验证了所提方案的可行性。

采用快速傅里叶变换算法, 数值模拟了双泵浦宽带布里渊吸收谱的受激布里渊散射快光.模拟结果表明信号脉冲的时间提前、衰减和脉冲展宽因子容易受到两个泵浦光的相对频率分离因子、输入泵浦光的功率以及光纤长度的影响.优化设计频率分离因子、输入泵浦光的功率以及光纤长度, 224 ps高斯信号脉冲实现了80 ps的最大提前量和0.87的最小展宽因子.研究结果可以提高光纤通信系统的数据速率, 降低脉冲失真.

为了进一步提高测量设备无关量子密钥分发(MDI-QKD)系统的传输距离和密钥率, 将脉冲位置调制(PPM)技术引入到MDI-QKD中, 利用弱光源中的空脉冲和高维编码技术, 提出了一种高效的测量设备无关量子密钥分发, 即PPM-MDI-QKD协议.协议中, 通信双方首先将M个连续的弱脉冲构建成一个PPM帧, 然后利用BB84极化编码和PPM编码方案实现高维编码, 最后根据合法PPM帧、成功贝尔态测量结果以及匹配基筛选出安全密钥.数值计算结果表明, 当光源平均光强小于0.13时, PPM-MDI-QKD协议的性能优于MDI-QKD协议; 与迄今为止报道的最远404 km的MDI-QKD协议相比, 在相同条件下, 本协议最远传输距离能够达到480 km, 在404 km传输距离上的密钥率可达5.4×10－4 bps.

采用高温固相法制备了BaAl2Si2O8∶Tb3+, Ce3+系列的荧光材料, 讨论了Tb3+, Ce3+单掺及Tb3+, Ce3+共掺样品的光谱性质及发光机理, 分析了Ce3+与Tb3+之间的能量传递过程。 通过对样品进行XRD, 荧光光谱, 色坐标等测试。 结果表明, Tb3+, Ce3+的掺杂没有改变BaAl2Si2O8晶体的结构。 BaAl2Si2O8∶Tb3+发出明亮的绿光, 发光峰分别位于487, 545, 583和621 nm对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6, 5, 4, 3)特征发射。 Ce3+的掺入没有改变BaAl2Si2O8∶Tb3+发射光谱的位置, 但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性, 发光强度有了明显的增强, 而且颜色也具有一定的协调性, 使其在实际运用方面具有更大的灵活性。 发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce3+的敏化作用, 还与Ce3+和Tb3+之间存在能量传递有密切关系。 通过猝灭法计算了, Ce3+与Tb3+之间的能量传递的临界距离为15.345 nm, 并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的。 通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%。

采用高温固相反应法合成了一系列Dy3+、Sm3+ 单掺杂和共掺杂铝方柱石发光材料，详细地研究了Dy3+、Sm3+ 掺杂对铝方柱石的结构和发光性质的影响。XRD结果表明Dy3+、Sm3+ 离子单掺杂和共掺杂样品均形成了单相的铝方柱石结构化合物，并没有改变基质的晶体结构。发光光谱表明，通过调节Dy3+、Sm3+ 离子的掺杂比例，发光颜色可实现从黄色到黄白色的可控调节。此外，发射和激发光谱表明，Dy3+ 与Sm3+ 离子之间存在有效的光谱重叠，暗示着Dy3+ →Sm3+的能量传递。荧光寿命衰减结果进一步证实Dy3+ 与Sm3+ 离子之间是一种无辐射共振能量传递方式。

采用高温固相法制备了CaAl2O4∶Eu2+,Li+ 发光材料，并讨论了掺杂Li+对CaAl2O4∶Eu2+发光性质的影响。X 射线衍射(XRD)和PL测试分析表明，在CaAl2O4∶Eu2+中掺入Li+后，Eu2+ 的发光有一定的增强，而余辉时间则延长了4倍左右。通过热释光谱测量，分析了其陷阱能级的数量并估算了陷阱能级深度。结果表明，掺杂Li+会在发光离子周围产生更多的电子陷阱，使陷阱的密度和深度增加，从而提高荧光粉的余辉性能。

天然方柱石是一种典型的硅酸盐类的发光矿石, 针对天然高发光效率方柱石的生成条件及化学成份, 采用高温固相法在1 100 ℃弱还原气氛下合成了Na4Ca4Al6Si9O24(方柱石), 并合成了一系列掺杂Ce3+, Tb3+ 的荧光粉, 对其晶体结构做了讨论。 通过分别对单掺Ce3+, Tb3+和共掺Ce3+, Tb3+样品发光性质的研究, 发现共掺杂的样品其在545 nm处由于Tb3+的5D4→7F5跃迁发光强度远远大于单掺Tb3+的样品。 最后通过掺杂不同浓度Ce3+样品发光性质的研究, 以及其荧光寿命和能量传递机理分析, 结果表明随着Ce3+掺杂浓度的变化, 样品的Tb3+的5D4→7F5跃迁（545 nm）发光强度及寿命也随着变化, 并发现Ce3+对Tb3+存在能量传递, 且当Ce3+和Tb3+的质比为0.02∶0.03时能量传递效率最高。 通过色坐标的测量, 发现随着Ce3+浓度的改变, 样品的发光可在绿色区域进行调节。 因此, 认为Na4Ca4Al6Si9O24∶Ce3+, Tb3+荧光粉有望成为新型白光LED荧光粉。

为了增强β-FeSi2 薄膜的发光强度，通过脉冲激光轰击(PLD)β-FeSi2和Si靶材沉积于Si(1 1 1)面制备了优质的β-FeSi2/Si薄膜，薄膜表面光滑、平整，β-FeSi2颗粒尺寸在20~50 nm左右。光致发光(PL)测试显示，β-FeSi2/Si薄膜在低温下(20 K)在1540 nm 左右的近红外处有一较强发光峰，对应b-FeSi2带-带跃迁。对Si 层进行掺杂Er3+处理，发现处理后的β-FeSi2/Si∶Er 薄膜发光强度得到明显地增强，掺入Er 使β-FeSi2/Si 薄膜非辐射复合中心得到有效地抑制，且β-FeSi2/Si:Er 薄膜的红外发光来自Er3+离子的4I13/2→4I15/2的跃迁和β-FeSi2纳米颗粒带带复合的发光叠加。

采用水热反应及后期热处理工艺合成了Eu3+掺杂方钠石结构的荧光材料Na8Al6Si6O24(OH)2·(H2O/NO3)2∶Eu3+。SEM图像显示, 所合成的样品由一些长棒状和不规则多面体结构组成,平均粒径约为0.6 μm和2 μm。样品在394 nm (对应于Eu3+离子的7F0→5L6跃迁)激发下发出单色性较好的红色荧光,相应的色坐标值为(0.613 6,0.337 7),色纯度为85.5%, 量子效率为0.36。随着Eu3+掺杂摩尔分数的增大, 样品的红色荧光增强。当Eu3+摩尔分数超过7%时发生部分相变现象。发光热猝灭研究发现, 样品的相对亮度和红色比在37~100 ℃内比较稳定。