考虑零差检测量子反馈下的单模腔场与二能级原子相互作用系统,研究反馈控制和初始状态对量子相位参数估计的影响。结果表明:无反馈时,量子费希尔信息随时间很快衰减。然而,在初始参数θ和均取π2时,反馈参数λ=±05左右量子费希尔信息达到最大值,该结果表明只要参数选择合适,零差检测量子反馈可以使得量子费希尔信息的衰减有效延缓,二能级原子相位估计精度的上限提高。此外原子初始状态的权重参数和相对相位对量子费希尔信息的演化也有很大影响。

为满足未来不断发展的接入网络业务需求，提出了一种基于自零差检测的高速模式复用无源光网络方案。在该方案中，少模光纤中的一个空间模式传送信号载波(即导频)，其他空间模式用于传输信号。在接收端，导频和信号通过模式解复用器分离，导频作为接收端的本振与信号进行混频，实现自零差检测。借助于低串扰的少模光纤和模式复用/解复用器，接收端无需多入多出技术处理，即可实现导频与信号低串扰的分离。相比于偏振复用的自零差检测，基于模式复用的自零差检测可以有效地提高频谱效率。自零差检测可以有效地抑制激光器相位噪声，大大降低光线路终端或光网络单元对激光器线宽的要求。在接收端，由于不需要额外的本振，信号处理无需进行频偏的补偿，对载波相位恢复的要求也大大降低，从而有效降低了接收端数字信号处理的复杂度。利用该方案实验实现了4×40 Gbit/s 偏振复用正交频分复用信号经过55 km两模式少模光纤和模式复用解复用器后的无误码自零差检测。与背对背传输相比，55 km少模光纤引入的Q因子代价小于1 dB。

构造了一种连续变量相位检测平台.发射端采用相位调制器产生连续的相移，接收端使用零差探测器测量光场的正则相位，选用NI的高性能数据采集卡PCI6111E控制整个系统.使用LabVIEW虚拟仪器模块化编程技术，包括PID控制、DAQmx数据采集和三角拟合，缩短系统开发时间，提高编程效率.通过琼斯矩阵理论推导和实验验证了连续变量相位检测系统的可行性，结果表明零差探测器输出电压与相位调制器输入电压成余弦关系，为连续变量量子密钥分配研究提供了一种新方法.

利用光纤无源器件制作了光学90°混频器,实现了混频器90°相移的精确控制与监测,稳定时间达到12 h以上,利用此混频器研究并实现了数字相干光检测。对差分相移键控(DPSK)信号光和本振光进行混频,高速模数转换器(ADC)对混频后的基带信号采样,利用离线数字信号处理算法进行光载波相位估计和色散补偿,利用有限冲击响应(FIR)数字滤波器补偿了经过90 km光纤传输的8 Gb/s速率DPSK信号的色散失真,测量无误码。

在连续变量量子通信,特别在连续变量量子保密通信中,高斯信源是一个重要的组成部分,它与通信系统的效率、安全性等核心问题有着紧密的联系。利用Shannon信息理论模型,本文研究了高斯信源对量子通信信道容量、量子保密通信安全性等问题的影响,给出了这些重要参数对高斯信源参数的依赖性,并给出了量子保密通信系统的安全性条件。在此基础上提出了一种高斯调制的实验实现方案,利用FPGA成功实现了连续变量量子信号的高斯调制。

概述了直接调制光源产生相位载波的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉型光纤水听器调制解调技术。重点在于通过严密的数学推导,定量分析了直接调制光源伴生的调幅现象对于解调过程和结果的影响,并有针对性地提出了解决办法。同时就采用直接调制光源的相位载波零差检测方案时,设计中如何合理选择各相关参数,以达到最佳匹配进行了原理性探讨。给出了有关实验结果,这些理论分析和实验结果对于全光纤化水听器阵列的研究及检测系统的设计具有十分重要的意义。

本文结合光纤传感器测弱磁场,讨论了含源零差检测系统的模型、电路、自适应相位跟踪及有关分析,并给出了相应的仿真结果。