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Weak measurements and quantum-to-classical transitions in free electron-photon interactions

Light(Science & Applications) 2023年第11期12卷 2519-2529页

作者： Yiming Pan Eliahu Cohen Ebrahim Karimi Avraham Gover Norbert Schönenberger TomášChlouba kangpeng wang Saar Nehemia Peter Hommelhoff Ido Kaminer Yakir Aharonov School of Physical Science and Technology and Center for Transformative Science ShanghaiTech UniversityShanghai 200031China Department of Electrical Engineering TechnionHaifa 3200003Israel Department of Physics of Complex Systems Weizmann Institute of ScienceRehovot 7610001Israel Faculty of Engineering and the Institute of Nanotechnology and Advanced Materials Bar Ilan UniversityRamat Gan 5290002Israel Department of Physics University of OttawaOttawaOntario K1N 6N5Canada Department of Electrical Engineering Physical Electronics Center for Laser-Matter Interaction(LMI)Tel Aviv UniversityRamat Aviv 6997801Israel Department of Physics Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg(FAU)Staudtstraße 191058 ErlangenGermany School of Physics and Astronomy Tel Aviv UniversityRamat Aviv 6997801Israel Institute for Quantum Studies Chapman UniversityOrangeCA 92866USA

How does the quantum-to-classical transition of measurement occur?This question is vital for both foundations and applications of quantum ***,we develop a new measurement-based framework for characterizing the classical and quantum free electron-photon interactions and then experimentally test *** first analyze the transition from projective to weak measurement in generic light-matter interactions and show that any classical electron-laserbeam interaction can be represented as an outcome of weak *** particular,the appearance of classical point-particle acceleration is an example of an amplified weak value resulting from weak measurement.A universal factor,exp(-Γ^(2)=2),quantifies the measurement regimes and their transition from quantum to classical,whereΓcorresponds to the ratio between the electron wavepacket size and the optical *** measurement-based formulation is experimentally verified in both limits of photon-induced near-field electron microscopy and the classical acceleration regime using a *** results shed new light on the transition from quantum to classical electrodynamics,enabling us to employ the essence of the wave-particle duality of both light and electrons in quantum measurement for exploring and applying many quantum and classical light-matter interactions.

关键词： quantum photon acceleration

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Fabrication and near-infrared optical responses of 2D periodical Au/ITO nanocomposite arrays

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Photonics Research 2017年第4期5卷 280-286页

作者： ZHENGYUAN BAI GUIJU TAO YUANXIN LI JIN HE kangpeng wang GAOZHONG wang XIONGWEI JIANG JUN wang WERNER BLAU LONG ZHANG Key Laboratory of Materials for High Power Laser Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics Chinese Academy of Sciences School of Physics and the Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices (CRANN) Trinity College Dublin University of Chinese Academy of Sciences Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology SINOPEC Institute of Chemistry the Hebrew University of Jerusalem

Two-dimensional(2D) periodical Au and indium tin oxide(ITO) nanocomposite arrays have been fabricated based on a self-assembled nanosphere lithography technique. A button-shaped Au nanoparticle was formed on each hollow hemisphere-shaped ITO shell. Importantly, the underlying formation mechanism during the thermal treatment has been thoroughly explored by comparing structures resulting from different deposition conditions in detail. Compared to the Au nanoparticle arrays without ITO shells, the Au/ITO nanocomposite arrays showed a stronger localized surface plasmon resonance effect and higher absorption in the near-infrared(NIR) region, benefiting from the free-electron interaction enhancement between Au and ITO. The nonlinear optical properties were investigated using a modified femtosecond intensity-scan system, and the results demonstrated Au/ITO nanocomposite arrays with a remarkable two-photon absorption saturation effect for femtosecond pulses at 1030 nm. The versatile NIR optical responses indicate the great potential of the elaborately prepared 2D periodical Au/ITO nanocomposite arrays in many applications such as solar cells, photocatalysis,and novel nano optoelectronic devices.

关键词： ITO Fabrication and near-infrared optical responses of 2D periodical Au/ITO nanocomposite arrays

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二维金纳米阵列制备及其光学响应

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红外与激光工程 2017年第5期46卷 13-18页

作者：白正元张龙王康鹏中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院强激光材料重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049 爱尔兰都柏林圣三一学院物理系

有序贵金属纳米结构由于其本身所特有的光学响应及灵活调控能力,在微纳光电子材料与器件研究领域得到了广泛应用。在众多相关研究中,如何实现金(Au)纳米周期结构的大面积快速制备是人们关心的重要问题之一。采用纳米球自组装刻蚀方法,... 详细信息

有序贵金属纳米结构由于其本身所特有的光学响应及灵活调控能力,在微纳光电子材料与器件研究领域得到了广泛应用。在众多相关研究中,如何实现金(Au)纳米周期结构的大面积快速制备是人们关心的重要问题之一。采用纳米球自组装刻蚀方法,在大孔周期结构模板内部成功制备了新型二维Au纳米阵列,并有效避免了杂散Au纳米颗粒的产生。通过进一步的工艺优化和参量控制,实现了Au纳米颗粒尺寸的灵活调控,并探讨了其结构形成的物理机理。光学测试研究结果揭示了二维Au纳米阵列的表面等离子体吸收与散射响应,并证明其在近红外飞秒脉冲激励下具有显著的双光子吸收(饱和)效应。该研究结果在太阳能电池,光开关及材料微纳制备等领域具有潜在应用。

关键词：纳米结构制备金纳米阵列自组装非线性光学吸收

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Nonlinear optical performance of few-layer molybdenum diselenide as a slow-saturable absorber

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Photonics Research 2018年第7期6卷 674-680页

作者： GAOZHONG wang GUANGXING LIANG AIDAN A.BAKER-MURRAY kangpeng wang JING JING wang XIAOYAN ZHANG DANIEL BENNETT JING-TING LUO JUN wang PING FAN WERNER J.BLAU Shenzhen Key Laboratory of Advanced Thin Films and Applications College of Physics and Energy Shenzhen University School of Physics and the Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices (CRANN) Trinity College Dublin Key Laboratory of Materials for High-Power Laser Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics Chinese Academy of Sciences

Two-dimensional transition metal dichalcogenides are considered promising materials for next-generation photonics and nano-optical devices. Although many previous reports have shown saturable absorption of molybdenum diselenide(Mo Se2), these nonlinear optical(NLO) properties of Mo Se2 were measured in separate works and under different conditions with their hot-carrier relaxations. Here, we conducted a series of coherent studies on the NLO properties of few-layer Mo Se2 via open-aperture Z-scan and degenerate pump-probe techniques. These measurements were taken to test the materials' capabilities as a slow-saturable absorber. A slowabsorber model was employed to analyze the NLO measurements, and the results show that the NLO modulation depth was modeled to be 7.4% and 15.1% for the linear absorption coefficients of 5.22 cm-1 and 6.51 cm-1,respectively. The corresponding saturated intensities were modeled to be 39.37 MW∕cm2 and 234.75 MW∕cm2,respectively. The excitation carrier recovery time of few-layer Mo Se2 was measured by degenerate pump-probe techniques to be ～220 ps. These nonlinear optical performances make it a promising slow-saturable absorber for passive mode locking in femtosecond lasers.

关键词：金属双卤纳米技术发展现状通讯技术

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变构型飞行器柔性蒙皮形状光纤重构方法

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中国机械工程 2023年第15期34卷 1873-1880页

作者：王元锋祝连庆何彦霖周康鹏北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100192 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

变构型飞行器在飞行过程的大尺度变形监测是航空航天领域的研究难点和热点,现有方法难以实现飞行器飞行过程中的高精度三维变形监测。针对这一问题,提出一种基于光纤传感的变构型飞行器柔性蒙皮形状光纤重构方法,以实现飞行器飞行过程... 详细信息

变构型飞行器在飞行过程的大尺度变形监测是航空航天领域的研究难点和热点,现有方法难以实现飞行器飞行过程中的高精度三维变形监测。针对这一问题,提出一种基于光纤传感的变构型飞行器柔性蒙皮形状光纤重构方法,以实现飞行器飞行过程中的变形监测。基于光纤光栅应变传感原理,推导了光纤应变和曲率之间的关系,建立了光纤传感局部坐标系和全局坐标系之间的转换矩阵,实现了光纤测点坐标到全局坐标系的转换,根据空间曲线拟合方法研究了基于曲线拟合的三维变形重构算法。同时,为了减小光纤传感器的测量误差,对光纤传感器进行标定测试,获得了传感器的应变灵敏度。为了验证所提方法的有效性,对柔性蒙皮样件在不同曲率下的三维变形重构进行了实验测试。实验结果表明,柔性蒙皮样件在0~15.38 m-1曲率的变形范围内,形状重构方法的平均误差为3.5%,最小误差不足2.1%。所提方法在航空航天等领域具有较好的应用前景。

关键词：多芯光纤光栅三维变形柔性蒙皮飞行器重构算法

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变构型飞行器蒙皮多维大尺度变形重构方法

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仪器仪表学报 2023年第4期44卷 197-205页

作者：王元锋何彦霖周康鹏祝连庆北京信息科技大学光电测试技术与仪器教育部重点实验室北京100016 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100192 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

变构型飞行器在执行不同飞行任务时会大尺度地改变机翼结构和蒙皮形状,蒙皮多维大尺度的变形重构是变形飞行器研究中的难点。本文针对这一问题,提出一种基于多芯光纤传感的变形飞行器蒙皮变形形状重构方法。该方法基于多芯光纤光栅应变... 详细信息

变构型飞行器在执行不同飞行任务时会大尺度地改变机翼结构和蒙皮形状,蒙皮多维大尺度的变形重构是变形飞行器研究中的难点。本文针对这一问题,提出一种基于多芯光纤传感的变形飞行器蒙皮变形形状重构方法。该方法基于多芯光纤光栅应变传感原理,利用传感器上的多个光栅传感点,建立光栅波长漂移和曲率之间的转换关系,实现三维曲线重构。此外,为了重构变构型飞行器多维大尺度变形下的形状,本文研究了将重构曲线转化为飞行器机翼的展开角和翻转角,并结合两个角度和飞行器机翼的长宽等固有参数,通过拟合插值将两个角度变化引起的变形连续化,实现了柔性蒙皮多维大尺度变形重构。同时,本文为了减小温度造成的误差,利用多芯光纤中间纤芯不受拉伸和压缩、只受温度影响的特点,将中间纤芯与旁轴纤芯的中心波长漂移量做差,实现温度解耦。为了验证本文变形重构方法的有效性,对飞行器蒙皮多种不同情况下的变形进行了实验测试,并将形变重构结果与视觉测量进行了对比。研究结果表明,飞行器蒙皮多维大尺度变形重构的平均误差为7 mm,变形角度重构的平均误差为3.6%,可以实现变构型飞行器蒙皮多维大尺度变形重构,该方法在航空航天器等结构变形监测领域具有良好的应用前景。

关键词：变形飞行器光纤布拉格光栅柔性蒙皮多维大尺度变形重构

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遥感卫星结构在轨热应变光纤光栅监测方法

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红外与激光工程 2022年第12期51卷 265-278页

作者：王浩然董明利孙广开何彦霖周康鹏北京信息科技大学光电测试技术与仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

遥感卫星结构在轨服役期间易受空间极端温度变化与微重力环境影响容易产生热应变,严重影响探测精度,而现有方法难以实现热应变在轨监测。针对这一问题,提出具有温度解耦功能的热应变光纤光栅监测方法。采用数值模拟方法开展结构热应变... 详细信息

遥感卫星结构在轨服役期间易受空间极端温度变化与微重力环境影响容易产生热应变,严重影响探测精度,而现有方法难以实现热应变在轨监测。针对这一问题,提出具有温度解耦功能的热应变光纤光栅监测方法。采用数值模拟方法开展结构热应变计算分析,得到结构整体和局部热加载下温度场和应变场分布特征及变化规律。设计构建热应变光纤监测试验系统,对卫星天线结构模拟试件进行热加载光纤测量试验,测试分析热应变光纤监测精度,验证了方法的有效性。研究结果表明,在-120~120℃温度变化范围,利用光纤布拉格光栅传感器和温度解耦方法监测温度和热应变的相对误差分别为1.02%和2.45%;在30~100℃局部热加载作用下,结构温度场和应变场的重构误差分别为3.24%和6.61%。该方法在卫星结构在轨监测领域中具有良好的应用价值与前景。

关键词：遥感卫星在轨监测光纤传感热应变热控制

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光纤布拉格光栅解调系统的光谱数据高速传送方法

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电子测量与仪器学报 2021年第10期35卷 65-71页

作者：王鹏飞宋言明王永千周康鹏吕峥北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

针对工程应用中使用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating, FBG)测量炮膛温度瞬变、高频振动等信号时光谱成像法数据传输带宽高的需求,提出了一种基于直接存储器访问(direct memory access, DMA)的光谱数据高速传送方法,设计了基于Zynq... 详细信息

针对工程应用中使用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating, FBG)测量炮膛温度瞬变、高频振动等信号时光谱成像法数据传输带宽高的需求,提出了一种基于直接存储器访问(direct memory access, DMA)的光谱数据高速传送方法,设计了基于Zynq的光谱数据高速传送硬件逻辑,利用光谱成像法原理搭建了FBG解调系统,实现了DMA方式的光谱数据同步传送以及FBG波长解调计算。数据传送仿真实验与FBG中心波长解调结果表明,解调系统可以将FBG光谱数据进行高速传送,数据传输带宽为320 Mbit/s,解调速率达到34 kHz,光谱数据传送具有较高的稳定性。

关键词：光纤光栅解调 DMA Zynq 高速传送

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Uncut Roux-en-Y吻合与Billroth Ⅱ+Braun吻合在腹腔镜远端胃癌根治术中的疗效比较

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手术电子杂志 2024年第1期11卷 25-31页

作者：陆康鹏汪刘华王道荣钱晶扬州大学临床医学院江苏扬州225001 南京鼓楼医院集团仪征医院普外科江苏扬州211400 苏北人民医院胃肠外科江苏扬州225001 扬州大学-扬州市普通外科研究所江苏扬州225001 扬州市消化病/代谢病基础与临床转化重点实验室江苏扬州225001

目的评价腹腔镜远端胃癌根治术Uncut Roux-en-Y、BillrothⅡ+Braun这两类消化道重建途径的临床效果.方法回顾性分析江苏省苏北人民医院胃肠中心2020年1月—2022年4月治疗的102名腹腔镜远端胃癌根治术(LDG)病人的临床资料.其中42人采用Un... 详细信息

目的评价腹腔镜远端胃癌根治术Uncut Roux-en-Y、BillrothⅡ+Braun这两类消化道重建途径的临床效果.方法回顾性分析江苏省苏北人民医院胃肠中心2020年1月—2022年4月治疗的102名腹腔镜远端胃癌根治术(LDG)病人的临床资料.其中42人采用Uncut Roux-en-Y吻合术,被归入URY组,60人采用BillrothⅡ联合Braun吻合术,被归入B2B组.对比两组研究对象的基本信息、围手术期相关参数、术后近期并发症与营养情况,以及术后12个月胃镜检查结果,同时采用QLQ-STO 22量表对其术后生活质量展开评估.结果两组皆顺利完成LDG手术,无1例中转开腹与围术期死亡情况.两组在手术用时、吻合时间、术中出血量、术后首次排气时间、进食流质时间、拔除引流管时间、术后住院天数上,差异无统计学意义(P>0.05).两组在术后近期并发症(含吻合口瘘、十二指肠残端瘘、切口感染、肠梗阻等)发生率上,差异无统计学意义(P>0.05).随访1年,URY组1例患者出现肝转移;B2 B组2例出现肿瘤复发,其中1例为肝转移,另1例并发腹腔广泛转移死亡.术后1年91例完成胃镜检查,其中URY组37例,B2 B组54例.URY组出现胃潴留5例(13.5%),B2 B组18例(33.3%),差异有统计学意义(χ^(2)=4.567,P=0.033);发生胆汁反流分别有3例(8.1%)、16例(29.6%),差异有统计学意义(χ^(2)=6.156,P=0.013);发生反流性胃炎分别为1例(2.7%)、12例(22.2%),差异有统计学意义(χ^(2)=6.832,P=0.009);发生反流性食管炎分别为1例(2.7%)、3例(5.6%),差异无统计学意义(χ^(2)=0.017,P=0.895).术后1年评估病人营养情况,两组血淋巴细胞计数(LC)、血红蛋白(Hb)、总蛋白(TP)、血清白蛋白(Alb)、预后营养指数(PNI)等指标比较,无明显统计学差异(P>0.05).术后1年64例完成胃癌(GC)病人生活质量调查问卷(QLQ-STO 22),URY组28例,B2B组36例.结果显示与B2B组比较,URY组减少了反流,差异有统计学意义(P<0.05).结论Uncut Roux-en-Y吻合术减少了胃潴留、胆汁反流和反流性胃炎的发生,改善了患者的生活质量.Uncut Roux-en-Y吻合术途径在LDG消化道重建方面为理想之选.

关键词：腹腔镜远端胃癌消化道重建胃空肠吻合术

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网络数据在数字直放站中融合传输的设计

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系统仿真技术 2015年第1期11卷 57-62,68页

作者：袁康鹏赵霞王业通俞沁璐同济大学电子与信息工程学院上海201804

为提高业务多样性,需在数字直放站中加入网络数据拓展功能,而本设计数字直放站的953.32 Mbps内部带宽中仅有90 Mbps可用于传输网络数据,这时在与百兆网络接口交接时就会出现拥塞。另外,网络接口与直放站内部通道采用不同的传输协议,二... 详细信息

为提高业务多样性,需在数字直放站中加入网络数据拓展功能,而本设计数字直放站的953.32 Mbps内部带宽中仅有90 Mbps可用于传输网络数据,这时在与百兆网络接口交接时就会出现拥塞。另外,网络接口与直放站内部通道采用不同的传输协议,二者传输速率、时钟均不相同。本设计采用校验帧前导码的方式识别有效网络帧,将识别的帧缓存至异步Block-RAM后再发送到内部通道上以隔离两个不同时钟域并提高传输效率降低拥塞几率。实验平台结果表明,设计逻辑功能正确,下载速度峰值可达10 MB/s,均值高于4 MB/s,工作稳定。

关键词：数字直放站网络数据异步块存储器拥塞可编程逻辑阵列

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