烯烃臭氧化反应是大气对流层中发生的极为重要的反应。Criegee中间体作为 烯烃臭氧化过程的关键中间体,其化学反应是大气OH自由基、有机酸、硫酸以及硝酸盐等物质的重要来源,因而受到充分的关注。因Criegee中间体 寿命短暂,其检测方法很少。目前如何检测该物质是颇为热门的难题。总结了最近几年Criegee中间体测量方面的研 究成果,包括各种检测方法及其特点。简单地将这些方法分为直接检测和间接检测两大类。最后比较了这些检测方 法并对未来的研究方向作了展望。

为分析煤中有机硫结构对微波的响应规律,采用密度泛函理论研究了煤中典型含硫模型化合物 含硫键在不同外加能量场作用下的变化规律和断键特点,进一步理解微波脱硫的机理。结果表明外电 场的加入使分子的活性和极性增加,分子中的S-S和C-S键长随外加电场的增强而增大,各基团的谐振频 率随外加电场的增强而减小,振动光谱强度也有所变化。因此,作为煤中的有机含硫结构在微波脱硫 过程中,需要考虑外加能量场导致分子活性及极性等变化的影响。

量子关联成像技术采用单点强度探测,存贮信息量大,成像速度慢,需研究快速图像重构成像算法。 对量子关联成像技术图像重构算法中的统计迭代法和压缩感知算法的采样次数进行了仿真分析,压缩感知算 法采用二维离散余弦变换(DCT)将图像稀疏化,高斯随机矩阵作为测量矩阵,正交匹配追踪(OMP)算法对 图像进行重构。结果表明:图像越大,重构图像需要的采样次数和采样时间越长,采用压缩感知算法能有效 减少采样次数,从而提高系统成像速度。因此,研究量子关联成像的图像重构算法,减少图像的采样次数, 对提高成像速度具有重要意义。

为了提高苹果分级技术,采用了一种融合色度模型和半径大小的苹果分级算法。 对样本图像进行灰度处理,运用自适应阈值分割法得到样本的二值图,计算出苹果果实的像素半径,根据果实像素半径与苹果 实际半径的关系即得到实际半径;同时,通过样本图片RGB图像到HSV空间的转换,提取出包含色彩信息的H分量, 并计算出红色比例；最后按照苹果半径大小和红色色度值对苹果进行分级。通过算法分级结果与现场人工分级结 果的比较,表明本算法对苹果的分级是有效的,且分级准确率高达96%。

基于EPR纠缠光子对的相干特性,设计了一个量子身份认证协议。该协议具有零知识性。 由于基于量子物理特性,不但满足传统的身份认证的基本性质,还具有无条件安全性,并可以抵抗各种可能的量子攻击。

为了确保基于NCV门库的量子电路的正确性和有效性,给出了量子 电路故障定位树的生成算法和 量子电路黑盒检测算法来定位量子电路中的门丢失故障。该故障定位树算法去除约98%的无用输出向量, 提取输出表中有效的输入向量以及对应的故障输出向量,逐层生成故障定位树。结合量子电路黑盒检测算 法对量子电路进行故障定位时不需要访问输出表就能够有效定位量子电路中的丢失门。对benchmarks部分 电路进行实验,结果验证了该算法定位单故障门的有效性。

为了解决量子信令交换的最佳交换速率问题,提出了基于保真度的量子信 令纠缠交换最佳交换速率算法。 根据量子信令纠缠交换方案,分析了由量子混合态组成的信令保真度。针对单输入单输出系统 (SISO) 和多输入 多输出系统 (MIMO), 讨论了影响量子信令交换速率的各种因素,计算得出最佳交换速率。仿真结果表明,在保 真度为97%时,最佳交换速率为100 qubit/s, 该指标完全能够满足量子通信对信令交换的要求,对于构建未来量子 通信系统有着重要的技术支撑作用。

为了提高密钥分发效率,利用量子密集编码的原理设计了一种基 于W态和Bell态纠缠的量子确定性密钥分发 方案(Quantum deterministic key distribution, QDKD)。方案中,消息发送者Alice通过对持有粒子实施幺正操作实现 确定性密钥的编码,接收方Bob利用粒子间 联合测量获得确定性密钥。除去用于窃听检测的粒子,制备的粒子全部用于消息传输,每发送5个粒子可以实 现5 bits确定性密钥的分发。最后,利用信息论方法对方案进行安全性分析,结果表明,方案是安全可靠的, 能够及时发现任何窃听行为。

研究了不同情况下基于连续测量的随机开放量子系统模型。对于 受到测量影响的不同开放量子系统模型, 分析了模型建立的条件、模型的组成及其影响；对于所简化的模型,分析了其简化的过程；同时对不同模型 之间的关系进行对比分析。基于估计状态的随机开放量子系统的反馈控制,分别对目前已有的开关控制和连 续性控制在本征态之间状态转移的控制思想、所具有的特性、控制效果、适用条件、改进过程等进行了对比 研究。同时还探讨了环境退相干和时间延迟影响下反馈控制器的设计。

理论上建立了平顶光束在单晶和孪晶中传播的物理模型,并给出了 平顶光束在各向异性介质中传播时的 倍频耦合波方程,进而对其进行数值求解;最后对求解所得到的谐波能流分布、总输出能量和入射光角 谱进行了分析讨论,并从束腰大小、晶体结构对倍频的影响等方面给出了合理解释。研究结果表明:当 束腰相同时,孪晶倍频能流强度要高于单晶;同一种晶体,窄束腰对应倍频强度更高,然而窄束腰光束 在单晶中传播时容易发生光束分裂,但孪晶可以改善这种光束分裂情况。

对红外非线性光学晶体Na2 Ge2 Se5 的非线性性质进行了研究。计算了主平面内倍频调谐曲 线, 0.946 μm、1.064 μm、1.1319 μm泵浦情况下的倍频空间调谐曲线以及和频产生0.589 μm激光的 匹配曲线,并对计算结果进行了分析比较。所得结果可为Na2 Ge2 Se5 晶体用于特定波长激光器,设计新波段提供理论依据。

基于光致折变介质中光子晶格作用下光孤子的基本理论模型,采用分部傅里叶 算法,研究了二维光子晶格调控下 空间孤子的形成及其传输特性。结果表明,在厄米特-高斯光子晶格中,晶格阶数、调制强度、深度显著地影 响了空间孤子的形状及其稳定性。结果对空间孤子实验研究具有重要的指导意义。

脱离了传统商业显微镜系统,成功研制一套具有单光束梯度力阱核心功能的微型光镊仪器,同时 实现了对微粒的三维捕获和pN力的测量。系统采用无穷远光学成像设计、半导体激光光源和LED照明、 千分尺三维操控平台,形成全封闭光路,一体化工艺设计的整机系统。操纵稳定,结构紧凑,可定量测量, 抗干扰能力强,使用调节方便。仪器体积小巧,制造成本低,便于光力学效应的认知教育,也可用于微米微 粒的操作探测等科学研究和应用,有利于专业光镊仪器的市场推广。

通过纳米粒子束流气相沉积方法在衬底表面沉积稠密银纳米粒子点阵。通过对纳米粒子覆盖率的 精细控制与纳米粒子点阵消光谱的实时监测,实现了其表面等离激元共振峰频率的系统调控。随着Ag纳米 粒子密度的增加,点阵的表面等离激元共振波长发生红移,可逐步由小于400 nm增大到570 nm以上。研究发现, 表面等离激元共振波长的变化与随纳米粒子沉积量增加而增加的紧密相邻的纳米粒子对的百分数相关。

根据长周期光纤光栅(LPFG)的温度和应变特性, 从理论上设计了一种具有更高灵敏度的传感器。将两个 具有不同包层参数和周期的长周期光纤光栅串联起来,构成光纤光栅传感器;并对其进行数值模拟, 结果表明此传感器具有更高的温度和应变灵敏度,同时能实现双参数测量。对影响传感器灵敏度的因素 进行了进一步分析,表明光栅包层参数、周期对灵敏度都有一定影响,在其他参数不变的情况下高阶模次的 灵敏度高于低阶模次,这一结果能进一步提高灵敏度。

压电陶瓷致动器具有体积小、推力大、高频响和分辨率高等特点,广泛应用于精密制造、 光学仪器、振动控制等领域。为提高压电陶瓷型快速倾斜镜的控制精度和稳定性,根据压电陶瓷致 动器对其驱动电源的要求,设计了一种基于高压运算放大器PA96的驱动电源。介绍了该电源电路的基本 原理,并对放大器的外围电路进行了稳定性设计。最后通过实验测试表明,该电源线性度大于99%、静 态纹波小于10 mV、动态性能稳定,能够达到自适应光学系统中快速倾斜镜的控制要求。

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究了声子色散对抛物量子 点中弱耦合极化子性质的影响。 计及体纵光学(LO)声子抛物色散,导出了量子点中极化子的基态能量和自陷能随量子点有效受限长度、 电子-纵光学声子耦合常数和声子色散系数的变化关系。数值计算结果表明基态能量随声子色散系数的增大 而减小,而自陷能随声子色散系数的增大而增大。

为了有效抑制SCM/WDM光纤通信系统中的群速度色散和非线性效应,利用SCM/WDM光纤通信系统中 信号经过两次调制这一特性,提出了一种在SCM/WDM系统中容易实现的抑制载波的光学单边带调制技术。 抑制载波的光学单边带调制信号具有很大的调制深度,即通过抑制载波可以有效增大调制深度,进而 可以减小调制器的外加电压升高而激发的一系列有害的非线性效应。实测的调制信号的频谱只剩下了半个边频, 有效地减小了光信号的频带宽度,从而可以有效地减小群速度色散对信号的劣化。接收机灵敏度的实测图表明, 利用抑制载波的光学单边带调制技术可以有效地提高接收机的灵敏度达3～5 dB。

以同步二次素数码(SQPC)作为时间扩频序列,单重合序列(OCS)作为波长跳频序列,构造了一种 新的二维光正交码SQPC/OCS,并对其误码性能及码字容量进行了理论分析和仿真比较。理论分析 表明:在同码长、同波长数条件下, SQPC/OCS与 2D-QPC误码率相等,但SQPC/OCS波长数可以是任何数,不局限于素数,从而增加波长码片可以降 低误码率;与扩展素数码 (EPC) EPC/OCS相比,SQPC/OCS误码率更低。SQPC/OCS码字容量远远高于2D-QPC和EPC/OCS码 字容量。仿真结果表明:当p=7、q=13时,SQPC/OCS误码率比2D-QPC降低接近2个数量级;当p=11、 q=15时,SQPC/OCS与EPC/OCS相比,当用户数为20时,误码率相差达4个数量级。