山西大学 理论物理研究所 山西 太原 030006
本文基于一个两量子比特开放系统, 详细分析了改进的量子存储辅助的熵不确定关系、量子失协和密集编码容量在级联环境中的动力学行为。结果表明: 在弱、强两种耦合体系下, 熵不确定度及其下界完全紧致, 且熵不确定度与密集编码容量呈现反关联关系; 量子比特与腔之间的耦合强度 对熵不确定关系的演化、量子失协的“复苏”、量子密集编码过程的有效性等有着重要影响。此外, 我们进一步考察了过滤操作对熵不确定关系、量子失协和密集编码容量的调制作用, 获得一些有意义的结果。
量子失协 熵不确定关系 密集编码容量 动力学 Quantum discord entropic uncertainty relation dense coding capacity dynamics 量子光学学报
2023, 29(3): 030103
1 延安大学 化学与化工学院，延安市分析技术与检测重点实验室，陕西 延安 716000
2 中材地质工程勘查研究院有限公司，北京 100102
3 延安大学 医学院，陕西 延安 716000
以葡萄糖为碳源、对苯二胺为氮源，一步水热法合成了新型双发射荧光碳量子点（GP?CQDs），对该GP?CQDs的形貌及光谱特性进行了研究。实验发现，在单一波长λex=300 nm激发下，该GP?CQDs于348 nm和452 nm处有双发射荧光信号。将MnO4-加入GP?CQDs溶液，GP?CQDs于452 nm处的荧光信号完全猝灭，而348 nm处的信号基本不变。于上述猝灭体系中继续加入S2-，其于425 nm处产生新的荧光发射峰，相较于GP?CQDs原452 nm处的荧光信号，发射峰位置发生蓝移，且发射峰强度随S2-的浓度增加线性增强，而348 nm处的信号无增敏现象。根据该现象，以425 nm处的荧光峰为响应信号、348 nm荧光峰为参比信号，可直接构建基于S2-测定的比率荧光传感探针。实验对该探针的构建条件及分析性能进行了优化，当S2-浓度在3.1×10-8 ~ 8.0×10-6 mol/L范围内时，与348 nm和425 nm两处的荧光强度比值（I425/I348）呈现良好的线性关系，检出限为9.41×10-9 mol/L（3σ/k）。对MnO4-及S2-与GP?CQDs的作用机理进行了探讨。该方法简单、快速、灵敏度高，用于环境水样中S2-的测定，结果满意。
硫离子（S2-） 双发射荧光碳量子点 比率荧光传感器 sulfur ion dual-emission carbon quantum dots ratio fluorescence probe
中国人民解放军61932部队, 北京 100166
基于矢量分解及双随机相位编码设计了一种光学图像加密系统。通过矢量分解将原始图像分解为两个相位模板, 其中一个相位模板通过双随机相位编码系统进行加密, 另一个相位模板作为额外的密钥, 参与图像的解密, 通过与解密光束相干叠加恢复出原始图像。数值模拟表明, 所设计加密系统具有较好的加密和解密效果, 以及较强的抗噪声和剪切攻击能力。相较于双随机编码系统, 文中加密系统通过矢量分解增加了一个密钥, 拓展了系统密钥空间, 且矢量分解破坏了加密系统的线性关系, 加密系统能够抵御唯密文攻击、已知明文攻击及选择明文攻击, 具有较高的安全性。
光学加密 矢量分解 双随机相位编码 密钥空间 Optical encryption Vector decomposition Double random phase encoding Key space
1 桂林电子科技大学 无线宽带通信与信号处理广西重点实验室，广西 桂林 541000
2 哈尔滨工程大学 光纤集成光学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
研究了一种基于多模共振的多通道太赫兹波导滤波器。在太赫兹周期结构波导中引入缺陷，可以在禁带范围内形成通带，从而实现窄带滤波。通过数值模拟对多通道滤波器的特性进行了研究。结果表明，通过改变缺陷长度可以实现通道数可调的多通道滤波功能，通道数可达10~12个，透过率均在98%以上。此外，改变波导结构的周期个数，还可实现对通带带宽的调控，最窄带宽可达0.01 GHz。该波导滤波器性能优良，具有结构紧凑、易于集成、透过率高、通道多、带宽窄等优点，为太赫兹波段功能器件的研制提供重要的技术参考。
太赫兹波导 多通道滤波器 布拉格共振 非布拉格共振 terahertz waveguide multichannel filter Bragg resonance non-Bragg resonance 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(5): 808
桂林电子科技大学 无线宽带通信与信号处理广西重点实验室，广西 桂林 541000
太赫兹时域光谱技术作为一种新型光谱检测手段，可用于包括水合物在内的多种物质的表征。金属硫酸盐具有多种不同的水合物，在太赫兹波段表现出不同的吸收特性，利用太赫兹光谱技术可以对过渡金属硫酸盐的不同水合物进行有效表征。本文利用太赫兹时域光谱系统对硫酸镁及其水合物进行表征。通过对七水硫酸镁进行恒温干燥，得到不同的硫酸镁热解产物并对其太赫兹吸收光谱进行研究。实验结果表明不同水合物表现出差异明显的太赫兹吸收特性。这为硫酸镁水合物的多种应用提供了重要参考，也为过渡金属硫酸盐及其水合物的检测提供了简单、快捷、有效的表征手段。
硫酸镁 水合物 太赫兹表征 吸收光谱 热解产物 magnesium sulfate hydrate terahertz characterization pyrolysis products 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(5): 794
1 河南工业大学 信息科学与工程学院, 河南 郑州 450001
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 北京环境特性研究所 光学辐射重点实验室, 北京 100854
根据海盐粒子在不同相对湿度条件下的不同形态, 分别建立了低湿度(RH=0%)、中湿度(RH=50%)和高湿度(RH=95%)三种条件下海盐立方体和球形粒子模型。利用离散偶极子近似法(DDA)、Mie散射理论研究了相对湿度和粒子形态对海盐散射的特性影响, 采用离散坐标法(DISORT)研究了相对湿度和粒子形态对海盐特性的影响。结果表明: 相对湿度和粒子形态对海盐散射特性影响较大, 不同相对湿度条件下, 海盐气溶胶粒子由于相态不同, 呈现出不同的特性。中湿度条件下, 粒子形状因子对海盐散射辐射特性的影响更强。当光学厚度较小时, 球形-立方体海盐气溶胶的双向反射分布函数(BRDF)相对差异超过15%, 在研究海盐气溶胶散射辐射特性时, 需同时考虑相对湿度和粒子形态的影响; 当光学厚度较大时, 相对差异不超过5%, 一定精度范围内, 可采用等效球方法进行模拟计算。研究结果对于大气气溶胶散射和辐射传输理论及应用研究具有重要的参考价值。
海盐 散射 相对湿度 形状因子 sea salt scattering relative humidity shape factor 红外与激光工程
2019, 48(8): 0809002
1 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 北京环境特性研究所 光学辐射重点实验室, 北京 100854
卷云反射率是天气、气候和地球能量平衡研究中关注的重要参数。卷云反射率的快速算法在遥感反演卷云特性参数中具有重要应用。依据卷云反射率随卷云光学厚度、有效尺度、太阳天顶角、观测天顶角、相对方位角等参数的变化, 利用离散坐标法(Discrete Ordinate Radiative Transfer method, DISORT)计算卷云反射率, 预先建立卷云反射率随相关参数变化的快速查找表, 以此建立了卷云反射率的快速算法。将MODIS卫星探测的卷云光学厚度、太阳天顶角、观测天顶角、相对方位角等因素作为输入参数, 计算得到了卷云反射率, 比较了计算的卷云反射率和MODIS实际测量的卷云反射率值, 相关系数达到0.94, 平均偏差小于18.5%, 说明了卷云快速算法计算合理可行。
卷云 反射率 计算 cirrus cloud reflectance calculation MODIS MODIS 红外与激光工程
2018, 47(9): 0917006
1 中国科学院半导体研究所半导体集成技术工程研究中心, 北京 100083
2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院, 北京 101408
3 中国科学院大学微电子学院, 北京 101408
最近二十年, 作为一种新型导航技术, 量子定位系统(QPS)因其特有的信息传输优势得到了飞速发展。简要介绍了卫星导航与惯性导航系统的原理及各自面临的问题, 阐述了量子定位导航系统的概念与基本原理、量子导航的优势、量子导航的分类及国内外发展状况, 并就目前量子导航所面临的问题及其发展前景提出了相应的观点。
量子光学 量子定位系统 卫星导航 量子通信 量子信息和处理 激光与光电子学进展
2018, 55(9): 090003
咸阳师范学院 化学与化工学院, 陕西 咸阳712000
以1,8-萘酰亚胺、壳聚糖、盐酸吗啉胍为原料，通过酰亚胺化、席夫碱等反应，设计合成了一种萘酰亚胺接枝壳聚糖类增强型荧光探针(NCFP)。采用红外、核磁共振等技术对其结构进行表征，利用荧光光谱研究了其光谱性能及对金属离子的识别作用。研究结果表明，合成的荧光探针对Al3+具有较高的选择识别性能，且受常见离子的干扰较小。探针的荧光强度与Al3+浓度(29.90～253.41 μmol/L)有良好的线性关系，线性相关系数 R2=0.997 9，Al3+的最低检出限达4.279 μmol/L，Jobs曲线表明，荧光探针与Al3+的络合比为1∶1。
萘酰亚胺 壳聚糖 荧光探针 识别作用 naphthalimide chitosan fluorescent probe identification performance
1 哈尔滨理工大学 自动化学院, 哈尔滨 150080
2 哈尔滨理工大学 计算机科学与技术学院, 哈尔滨 150080
提出了一种基于石英晶体温度频率特性的石英音叉微谐振式温度传感器。通过理论分析的方法对传感器进行设计, 并采用有限元仿真对传感器的结构参数进行优化。采用光刻和蚀刻微加工技术制造石英音叉谐振器, 对石英音叉温度传感器样机的频率温度特性进行实验研究。实验结果表明: 石英音叉温度传感器的标准谐振频率为36.545 kHz, 灵敏度为-1.9 Hz/℃, 在-20到100 ℃的温度范围内, 其非线性误差小于0.18%, 迟滞为0.02%, 与理论研究相吻合。该传感器具有高精度、高灵敏度、低功耗和低成本的特点, 为高性能温度测量提供较好的解决方案。
石英音叉 温度频率特性 微机械技术 有限元仿真 温度传感器 quartz tuning fork temperature-frequency characteristic micromachining technology finite element simulation temperature sensor 强激光与粒子束
2016, 28(6): 064119
