利用50 fs的激光脉冲对氯丙烯在200、400和800 nm下的光电离/解离机理进行了研究。 实验获得了氯丙烯在三种波长下的电离质谱和光强指数,分析了母体和碎片离子强度随波长的变化关系。 在200 nm, C3 H5 Cl + 来源于飞秒脉冲的直接非共振电离,其它碎片离子均来源于母体离子的电离解 离过程;在400 nm,部分分子被激发到高里德堡态从而解离产生C3 H5 , C3 H5 再次吸收光子电离导 致C3 H + 5的信号增强;在800 nm,部分分子被同时激发到了排斥态nσ和多个高里德堡态而发生 解离。更多通道产生C3 H5 使得C3 H + 5产量进一步增加。C3 H + 4来自C3 H5 Cl + 以及C3 H + 5的电离解离 过程,因此C3 H + 4产率随波长变化相对较缓。

利用传输矩阵法研究了含向列相液晶缺陷层的1维阶梯型双周期第4代准周期结构 缺陷模的电场方向调控特性。分析了外加电场方向和正入射波方向间夹角θ与缺陷模波长的位置、 品质因子、空间位置光场分布的变化关系,探讨了缺陷模的品质因子对光场强度的影响。 结果表明:随着夹角θ的逐渐增大,缺陷模的位置向短波方向移动,缺陷模波长的调控量为84 nm;随着夹角θ的逐渐增大, 缺陷模的品质因子逐渐增大;缺陷模在空间位置的光场分布呈现出局域现 象,随夹角θ的增大,空间位置的光场强度逐渐增强;缺陷模的品质因子与光场强度成正比关系。

针对在水下环境中,光的散射和衰减导致水下光学成像质量严重下降,图像对比度低、 颜色失真的问题,提出了一种暗原色先验和基于通道直方图量化的颜色校正算法相结合的图像 增强新方法。对于待增强的水下彩色图像,建立水下光学图像成像模型,并利用优化与改 进的暗原色先验算法对图像进行去模糊,通过分析R、G、B三通道的累积直方图,对去模糊 后的彩色图像各通道灰度值进行量化,实现图像的颜色校正。实验结果表明,提出的方法可以 有效地消除由于光的散射造成的图像模糊,有效提高了水下图像的视觉效果,恢复水下图像的颜色平衡。

散斑统计特性对单像素成像系统的影响已有大量研究,但散斑密度对该系统的影响还未见报道。 采用计算机仿真分别研究了1 bit和8 bits的场景图像。结果表明随着采样数的增加,图像复 原质量变好。对1 bit场景图像,图像质量随着散斑密度的增加先变好后变差,即散斑密度 处于中间值时获取的图像质量最好;对8 bits场景的图像,采样数较小时图像质量随着散斑密度的 增加先变好后变差。当采样数变大时,图像质量随着散斑密度的增加先变差后变好。 采样数越多可以获得质量越高的图像,但采样数的增加会降低单像素成像系统的效率。散斑 密度的研究为克服这一缺点提供了很好的参考,具有一定的实际应用价值。

为了解决当前图像伪造定位技术因使用了颜色滤波阵列(CFA) 插值,易形成颜色插值噪声而降低分辨率,导致其难以检测微小篡改区域,使其伪造检测精度较低等不足, 提出了像素预测误差耦合似然映射的图像伪造检测算法。分析了颜色滤波阵列CFA插值函数,并从 图像中提取绿色分量;嵌入权重因子,构造预测误差及其权重方差计算函数;根据预测误差与 贝叶斯理论,定义伪造特征统计函数,识别出趋于零的特征值;根据特征统计特性,建立其似 然率模型,输出伪造映射,完成检测。仿真结果表明:与当前图像伪造定位机制相比,所提算法拥有 更强的鲁棒性,能识别定位出微小伪造像素,且拥有更高的曲线下面积(AUC)值与理想的接收机工作特性(ROC)曲线。

通过考虑腔中的自发拉曼散射,提出一种新的绝缘体上硅(SOI)波导拉曼激光器物理模型。 仿真结果表明该模型能较好地描述其小信号输出特性,实现对该类激光器的快速分析、设计与优化。 利用模型对基于多种SOI波导的拉曼激光器进行分析,结果表明室温下只有采用拥有较大拉曼系数、较小线性 损耗和较短有效载流子寿命的SOI波导才能使拉曼激光器达到阈值。提出采用优化SOI波导截面几何尺寸的 方法来降低有效载流子寿命,进而提高整体拉曼增益。结果显示该方法可大幅提高SOI波导拉曼激光器的输出 功率和能量转换效率。

研究了一种结构新颖、光谱特性可精确控制的Sagnac环滤波器,此滤波器通过在传统Sagnac环 中插入两段高双折射光纤和一个偏振控制器构成。利用等效光路和传输矩阵法理论研究了该滤波器的滤 波特性。研究结果表明:固定两段高双折射光纤参数,仅通过调整偏振控制器的状态,便可精确控 制Sagnac环滤波器的滤波光谱特性。将Sagnac环滤波器用于掺铒光纤(EDF)放大自发辐射(ASE)光 源的光谱平坦滤波,通过调节偏振控制器三个波片的倾斜角度,实验获得了光谱平坦的宽带ASE激光。

提出了一个由三方共享五粒子Cluster态为量子通道进行单粒子双向隐形传送的方案。 方案中通信双方Alice和Bob各拥有五粒子Cluster态中的2个粒子以及未知单粒子态的粒子A和B, 控制者Cindy拥有Cluster态中1个粒子。Alice和Bob首先分别对手中的粒子A, B以及通道中的1个粒 子做Bell基测量。并通过经典信道将测量结果告知对方以及控制者Cindy。接着, Cindy对手中的粒 子做单粒子投影测量,并通过经典信道告知Alice和Bob测量结果。Alice和Bob根据三方的测量结果 分别对手中的另一个粒子做出相应的幺正操作得到对方所要传送的量子态,使单粒子态的受 控双向隐形传态的目的得以实现。

僵尸网络需要在控制者和受控主机之间维持周期性通信，如果能够有效识别僵尸网络的周期性通信行为，就能够以此为基础实现僵尸网络检测。尽管一些算法提出了 基于周期性通信行为的僵尸网络检测方法，但是如何在海量数据中实现僵尸网络的快速检测仍然是一个问题。基于量子计算的僵尸网络周期性通信行为检测算法， 是在已有算法的基础上引入量子计算来提高周期性通信检测算法的速度。实验结果表明，改进后的算法与已有算法相比，拥有相同的检测精度，能够准确检测出所有的 异常IP。与此同时， 能够使用较少的查询次数完成僵尸网络检测，能够有效提高僵尸网络检测的速度。

量子密钥分发是一种能够提供物理上安全的密钥分发方式,如今已成为信息安全领域的热 门研究学科,但在量子密钥分发中其成码速度的限制影响了它的实际应用性。提高LD驱动脉 冲调制速度,可以有效地提高信号发射速度,加快量子密钥分发的成码速率。采用循环驱动的 方法,在时钟频率200 MHz的条件下,基于FPGA实现了200 MHz的脉冲调制速度。实验结果显示, 采用该方案产生触发脉冲驱动LD, 输出量子信号的抖动小于2 ns,满足了量子密钥分发的要求。

传统电子邮件业务使用明文方式传送电子邮件，一旦窃听者捕获电子邮件报文，通过对邮件报文进行分析就能获取邮件内容。尽管当前存在一些解决方案能够提高电子邮件的 安全性能，但只要窃听者拥有足够的计算能力，数据安全仍无法保证。针对上述问题，提出了一种基于量子信道通信的邮件传输系统。在邮件传输过程中， 将量子信道与传统信道结合使用，建立基于量子传输的SMTP协议和POP3协议。最终仿真结果表明，当邮件内容数据长度达到30比特时，量子邮件内容被窃取的可能性接近于0。 因此，与传统的电子邮件传输系统相比，量子通信邮件传输系统能够保持较好的安全性能。

利用单Jaynes-Cummings (J-C) 二能级原子和孤立原子构成的模型,研 究了该模型中的各种量子关联。基于Dakic等提出的几何量子失协的度量方法,采用数值计算方法分析了系统中两原子间几何量子 失协的演化,同时给出了量子纠缠和量子失协的演化。研究结果表明:通过提高两原子间初始纠 缠度及处于W态时的纯度可以提高系统的量子关联。耦合常数和光子数在量子关联演化过程中扮演了重要角色。

通过数值计算,研究了Tavis-Cummings模型中两运动原子与粒子场相互作用时两原子的量子关联。 讨论了两原子初始纠缠度和腔场的光子数及原子的运动对两原子量子纠缠和量子失谐的影响。结果表明:初始 量子纠缠度不同,两原子的量子纠缠和量子失谐的演化不同;光子数增加,两原子的量子纠缠出现猝死和 恢复现象,而量子失谐保持非零,同时量子纠缠和量子失谐变化的更快;考虑原子的运动时,量子纠缠和量 子失谐周期性演化,场模结构参数增大,量子纠缠和量子失谐的演化周期变小。通过演化曲线发现,量子 纠缠和量子失谐的演化具有相似性。

为了体现超级量子失协比普通量子失协的优越性,计算并对比分析了 含Dzyaloshinski-Moriya相互作用的Heisenberg XYZ模型处于热平衡下的超级量子失协和普通量子失协。研究结果表明:超级量子失协总是 大于普通量子失协,而且Dzyaloshinski-Moriya相互作用对超级量子失协起着积极作用;温度 对超级量子失协的影响比普通量子失协小得多;以弱测量替换普通量子测量可以提高量子态的稳定性。

为进一步增强进化算法在最小属性约简过程中的全局求解性能,提出了一种基于量子云模型反馈的 协同精英属性均衡优势集成约简算法,该算法首先设计一种基于云模型反馈的量子自适应旋转角调整 策略,使量子蛙群精英在云模型定性知识和罚因子反馈指导下自适应控制属性搜索空间范围;然后构 建一种有限理性区域下协同精英均衡优势属性分解框架,在动态精英演化区域内使参与属性约简的量 子蛙群精英在平均权重裕度下协同化达到Nash均衡优势区域;最后量子蛙群精英采用集成化操作机制 在各自均衡优势区域内协同提取属性约简子集,从而稳定取得全局最优约简特征集。实验结果表明本 算法求解全局最优属性约简集效率、精度和稳定性等具有明显优势,应用到孕龄新生儿脑MRIs电子 病历分割,进一步表明该算法具有较强的应用性能。

利用传输矩阵方法研究了由电压调制形成的三元 周期序列石墨烯超晶格的透射率禁带。作为入射电子能量函数的透射率会形成多个透射禁带。电子 隧穿经过石墨烯超晶格形成的透射率禁带,可以由石墨烯超晶格的周期数、电子的入射角、势垒的 高度和宽度来调节。石墨烯超晶格的这些性质在设计石墨烯多通道电子滤波器等电子器件中有潜在的应用价值。

利用周期性极化铌酸锂(PPLN)晶体实现了对掺镱锁模光 纤激光器输出单横模激光的倍频,产生了532 nm波长附近的倍频脉冲光。 基于准相位匹配(QPM)技术,通过改变基频光到PPLN晶体的入射角,使不同 中心波长的基频光达到准相位匹配条件,实现倍频光波长的调谐。对带宽60 nm的锁模激光倍频得到带宽1.5 nm、 中心波长532 nm的脉冲激光输出。以掺Yb锁模光纤激光作为基频光,调节PPLN晶体角度,获得了中 心波长连续变化的倍频激光,入射角度调节范围0°～25°, 对应的倍频光波长调谐范围531.8～535.6 nm。 波长变化趋势与理论分析一致。

在航空传感器系统,测速传感器皮托管的探测器入口容易被堵住,造成事故。 目前测风激光雷达是唯一可以替代皮托管的传感器,常见的脉冲测风激光雷达在近距离存在盲区而无法测量。 为了解决此问题,使用1.5 μm光纤激光器作为激光光源,其输出能量约为1 W,与保偏环形器、 耦合器等器件搭建了一套同轴收发的风速仪系统。使用距离望远镜5 m的转盘对风速仪进行了标定实验,实 验结果表明系统的速度分辨率和测量与转盘实际速度的线性拟合系数分别为0.021 m/s和0.99。使用此系统 成功实现了大气风速的测量(25 m处的大气)。

偏振光谱强度调制(PSIM)是一种先进的偏振光谱测量技术,测量数据处理是PSIM偏振光谱仪 解析待测光偏振光谱信息的关键环节。从PSIM技术的调制、解调机理出发,结合相关数字信号处 理理论,给出了从PSIM偏振光谱仪系统的测量数据中,解析待测光4个Stokes矢量元素谱的数学原理, 建立了PSIM偏振光谱仪的测量数据处理流程。搭建了PSIM偏振光谱仪实验装置,分别对平行光管直接输 出光信号及平行光管加透光轴水平方向偏振片后输出的光信号进行了测量实验。利用建立的PSIM偏振光 谱仪测量数据处理流程,对实验装置的测量数据进行了偏振光谱信息解析处理,处理结果与理论分析结 果间良好的一致性验证了PSIM偏振光谱仪系统数据处理方法的正确性。