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在有限温度下运用弱测量保护量子纠缠

物理学报 2015年第24期64卷 42-49页

作者：王美姣夏云杰曲阜师范大学物理工程学院山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜273165

根据单量子比特的映射,提出一个在有限温度下运用弱测量保护两量子比特纠缠的方案.在两个可通过局域幺正变化实现的等价的初始纠缠进入广义振幅阻尼信道前后,对其分别进行弱测量,并对四个弱测量的参数做全面的优化,获取最大共生纠缠r和... 详细信息

根据单量子比特的映射,提出一个在有限温度下运用弱测量保护两量子比特纠缠的方案.在两个可通过局域幺正变化实现的等价的初始纠缠进入广义振幅阻尼信道前后,对其分别进行弱测量,并对四个弱测量的参数做全面的优化,获取最大共生纠缠r和弱测量参数,的解析表达式,然后再进一步研究弱测量参数与信道参数的关系.发现这种基于弱测量的纠缠保护方法在某些情况下可以有效地提高纠缠,甚至可以避免纠缠的突然死亡.当信道参数一定时,对不同的参数,初始态|ψ>纠缠达到最大值时对应的弱测量参数的取值一样,共生纠缠关于=0 5对称,而初始态|ψ>对应的参数的取值不同;在参数一定、参数不同、初始态|ψ>或|φ的情况下,当纠缠度取最大值时,弱测量参数的取值不变,且随着的增加,纠缠度减少.通过对信道参数的分析,发现可以选择合适的信道参数和初始态来获得较大的纠缠.

关键词：消相干共生纠缠弱测量

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纠缠相干光场对量子态最大演化速率的操控

物理学报 2019年第15期68卷 178-186页

作者：田聪鹿翔张英杰夏云杰曲阜师范大学物理工程学院曲阜273165 山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜师范大学物理系曲阜273165

考虑双模纠缠相干光场,将其中一束光场注入腔中与一个二能级原子发生共振相互作用,根据腔量子电动力学理论推导出原子系统的演化态.针对原子系统初始状态到目标演化态的动力学过程,利用量子速率极限时间概念来表征原子系统量子态的最大... 详细信息

考虑双模纠缠相干光场,将其中一束光场注入腔中与一个二能级原子发生共振相互作用,根据腔量子电动力学理论推导出原子系统的演化态.针对原子系统初始状态到目标演化态的动力学过程,利用量子速率极限时间概念来表征原子系统量子态的最大演化速率.通过调节双模纠缠相干光场的相干参数来操控原子系统量子态动力学过程中所能达到的最大演化速率.结果发现:与原子发生相互作用光场的相干参数在一定条件下可以对系统量子态的最大演化速率产生明显的影响;并且当该光场参数不能很好地来操控量子态的最大演化速率时,双模纠缠相干光场间的量子关联可以实现未参加相互作用光场参数对原子系统量子态最大演化速率的远程调控.

关键词：量子速率极限纠缠相干态二能级原子

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面向痕量气体检测的宽带空心布拉格光纤设计

中国激光 2013年第2期40卷 152-157页

作者：尚亮张立春亓丽梅曲阜师范大学物理工程学院山东省激光偏光与信息技术重点实验室山东曲阜273165

提出了一种包层周期呈线性啁啾分布的新型空心布拉格光纤(HC-BF)包层结构设计,旨在满足基于中红外吸收光谱的多组分痕量气体检测应用需求。数值研究了这种准周期包层结构HC-BF中近掠入射条件下TE和TM模的带隙结构和模式损耗特性,并与常... 详细信息

提出了一种包层周期呈线性啁啾分布的新型空心布拉格光纤(HC-BF)包层结构设计,旨在满足基于中红外吸收光谱的多组分痕量气体检测应用需求。数值研究了这种准周期包层结构HC-BF中近掠入射条件下TE和TM模的带隙结构和模式损耗特性,并与常规周期包层结构HC-BF进行了对比。结果表明,对于包层周期线性啁啾分布结构的HC-BF,通过增大包层周期线性增加量和包层层数均可以有效拓展光子带隙(PBG)宽度,并且其展宽效果随两者增加而明显增强,同时PBG中心波长产生红移。在展宽的PBG波长范围内,该新型包层结构HC-BF依然能够保持0.01dB/m量级的低传输损耗,表明其具有优良的中红外宽带低损耗传输特性。

关键词：光纤光学空心布拉格光纤中红外宽带传输痕量气体检测

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厚单元零级波片设计原理及性能分析

中国激光 2022年第23期49卷 58-63页

作者：吴闻迪曲阜师范大学物理工程学院山东省激光偏光与信息技术重点实验室山东曲阜273165

针对波片常规设计中存在的零级波片厚度过小而不易制作、多级片的相位延迟量受温度影响较大的现状,给出了一种设计厚单元零级波片的思路与方法。根据单轴双折射晶体的光学性质,给出了厚单元零级波片设计的原理公式,据此使用任意单轴双... 详细信息

针对波片常规设计中存在的零级波片厚度过小而不易制作、多级片的相位延迟量受温度影响较大的现状,给出了一种设计厚单元零级波片的思路与方法。根据单轴双折射晶体的光学性质,给出了厚单元零级波片设计的原理公式,据此使用任意单轴双折射晶体设计出可选择厚度的零级波片。分析了波片的厚度精度和温度变化对厚单元零级波片相位延迟量的影响,并与常规设计波片进行了比较。分析结果表明:1μm的厚度偏差对厚单元零级波片相位延迟量的影响小于0.3°,仅为相同厚度偏差下常规设计零级波片和多级波片的近6%;温度的变化对厚单元零级波片相位延迟量的影响与其对常规设计零级波片的影响相近,而温度的变化对厚单元零级波片相位延迟量的影响仅为相同厚度常规设计多级片的近1/30。针对三个波长波片设计制作了实验样品并进行了实验测试,验证了厚单元零级波片设计和制作的可行性。所设计的厚单元零级波片具有综合相位延迟性能和厚度可以灵活设计的特点,且便于制作,较常规设计波片具有明显的优势。

关键词：激光光学偏振光学零级波片相位延迟量精度温度效应

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开放腔场与热库耦合的非马尔科夫效应

光学学报 2013年第8期33卷 242-248页

作者：刘志泉闫珂柱王继锁曲阜师范大学物理工程学院山东省激光偏光与信息技术重点实验室山东曲阜273165

研究了微腔与一般洛伦兹型的热库在不同耦合强度和失谐量下耦合的非马尔科夫动力学。利用腔的约化密度算符主方程,得到表征其动力学的传播(滞后)格林函数和关联格林函数。通过格林函数的计算,分析了在不同谱宽和失谐量下,腔场模振幅和... 详细信息

研究了微腔与一般洛伦兹型的热库在不同耦合强度和失谐量下耦合的非马尔科夫动力学。利用腔的约化密度算符主方程,得到表征其动力学的传播(滞后)格林函数和关联格林函数。通过格林函数的计算,分析了在不同谱宽和失谐量下,腔场模振幅和能量耗散随时间的变化规律,发现腔和热库相干性越强,非马尔科夫记忆时间就越长。

关键词：量子光学格林函数谱密度平均腔模振幅非马尔科夫效应

金属/介质薄膜中声子热辐射的空间和各向异性研究

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光谱学与光谱分析 2021年第8期41卷 2404-2408页

作者：董欣张霞孙学博元双秀徐慧苏富芳曲阜师范大学物理工程学院山东省激光偏光技术重点实验室山东曲阜273165

基于理论、实验和仿真相结合的方式,着重研究了金属/介质(MD)薄膜中声子热辐射的空间特性和各向异性。声子是由于晶格振动产生的元激发,是物质的内在属性。尽管声子不易调控,但是声子与其他光学激发的耦合会产生奇异的光学现象。特别是... 详细信息

基于理论、实验和仿真相结合的方式,着重研究了金属/介质(MD)薄膜中声子热辐射的空间特性和各向异性。声子是由于晶格振动产生的元激发,是物质的内在属性。尽管声子不易调控,但是声子与其他光学激发的耦合会产生奇异的光学现象。特别是红外到太赫兹范围内的光子与极性介质中的声子强耦合产生表面声子激元(SPhP)。SPhP具有强局域、低损耗等特点,与等离子体(plasmon polaritons)形成互补,使得深亚波长光学成为可能。为了进一步了解声子吸收的内在理论基础,首先通过黄昆方程和超晶格连续介电模型在理论上分析了声子吸收。实验上,主要以SiO_(2)声子作为研究对象,利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法,分别在Si/Al(150 nm)薄膜和Si衬底上制备出500 nm厚的SiO_(2)薄膜。基于傅里叶红外光谱仪(FTIR),在垂直入射下得到热辐射光谱,通过热辐射光谱分析,并结合由时域有限差分算法(finite-difference time-domain,FDTD)计算得出的仿真光谱图,对比了MD薄膜结构和非MD薄膜结构中声子的热辐射,发现MD薄膜结构更能够有利于声子和SPhP的激发。根据Berreman效应,纵光学波(LO)声子只在倾斜入射时产生。光谱线没有呈现洛伦兹线型,因此,虽然LO声子在垂直入射时测得的热辐射图中不辐射,但同样影响横光学波(TO)声子辐射谱的线型。另外,利用FTIR对金属(Si/Al)/介质(SiO_(2)薄膜)进行热辐射转角测试,对热辐射转角图分析证明,Si/Al/SiO_(2)薄膜中SiO_(2)声子遵循LST(lyddano-sachs-teller)关系,纵横声子成对出现,且两种声子的空间辐射特性不同。改变偏振,发现在S偏振和P偏振下,声子热辐射呈现不同的模式,体现出声子的空间各向异性。并且,声子与光子耦合可以激发SPhP,反过来,SPhP可以增强声子的吸收。基于MD结构,能够激发并调控SPhP和声子辐射行为,为红外器件的实现奠定了基础。

关键词：表面声子激元热辐射偏振 SiO_(2)

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无频响影响的光弹调制器定标新方法

中国激光 2024年第8期51卷 119-125页

作者：杨军营韩培高魏莹莹曲阜师范大学物理工程学院山东曲阜273165 山东省激光偏光与信息技术重点实验室山东曲阜273165

针对现有光弹调制器定标方法受探测器频率响应的局限性,提出一种新的光弹调制器相位调制幅值(Am)定标方法。利用起偏器、光弹调制器、波片,以及检偏器构建定标光路,利用Am=5.136 rad的二次谐波分量零值点作为定标辅助点,将待定标点与定... 详细信息

针对现有光弹调制器定标方法受探测器频率响应的局限性,提出一种新的光弹调制器相位调制幅值(Am)定标方法。利用起偏器、光弹调制器、波片,以及检偏器构建定标光路,利用Am=5.136 rad的二次谐波分量零值点作为定标辅助点,将待定标点与定标辅助点间的一阶贝塞尔函数比值作为定标函数,通过测量待定标点与定标辅助点的一次谐波分量比值反推出待定标点的真实相位延迟量幅值。该方法排除了由探测系统频率响应特性带来的定标偏差,并且可以对光弹调制器整个工作区间的相位延迟量幅值进行定标。该方法操作简单、系统鲁棒性强、定标范围广。

关键词：光弹调制器定标贝塞尔函数峰值延迟量

基于弱测量操作下的量子关联动力学及关联转移

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光学学报 2013年第11期33卷 260-266页

作者：杜少将夏云杰满忠晓张英杰段德洋曲阜师范大学物理工程学院山东省激光偏光与信息技术重点实验室山东曲阜273165 济宁学院物理与信息工程系山东曲阜273155

利用弱测量技术研究两量子比特的量子关联动力学演化和转移。有纠缠突然死亡现象产生的非最大纠缠初态经前选择测量操作后,在演化过程中不但能够提高量子关联强度,而且能够缩短甚至消除量子比特纠缠的突然死亡区域;而对于演化中无纠缠... 详细信息

利用弱测量技术研究两量子比特的量子关联动力学演化和转移。有纠缠突然死亡现象产生的非最大纠缠初态经前选择测量操作后,在演化过程中不但能够提高量子关联强度,而且能够缩短甚至消除量子比特纠缠的突然死亡区域;而对于演化中无纠缠突然死亡的非最大纠缠初态,弱测量操作则会降低量子比特间关联强度。对初始处于最大纠缠态的粒子,弱测量操作不能增强粒子间的纠缠但可以优化量子关联中的量子失谐。弱测量在实现量子关联转移时的破坏极小,能够延迟纠缠的衰减,并可使量子纠缠的转移时间提前。另外腔场与量子比特间的耦合强度与系统耗散率的关系决定纠缠原子在腔中动力学演化,表现为马尔可夫和非马尔可夫过程。

关键词：量子光学弱测量共生纠缠量子失谐纠缠突然死亡量子关联转移

椭偏法测量云母波片相位延迟量及双折射率(英文)

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光子学报 2010年第11期39卷 2025-2030页

作者：张旭吴福全张霞郝殿中亓丽梅曲阜师范大学物理工程学院山东省激光偏光与信息技术重点实验室山东曲阜273165

为了得到云母波片的相位延迟量和双折射率随波长的变化关系,利用椭偏光谱仪连续测量了云母波片在400～770nm光谱范围内的延迟量.在对云母波片进行校准后,测量的数据被光电探测器收集并输送到计算机,根据输出的数据可以得到云母波片的相... 详细信息

为了得到云母波片的相位延迟量和双折射率随波长的变化关系,利用椭偏光谱仪连续测量了云母波片在400～770nm光谱范围内的延迟量.在对云母波片进行校准后,测量的数据被光电探测器收集并输送到计算机,根据输出的数据可以得到云母波片的相位延迟量随波长的变化.利用测得的延迟量计算出了云母波片在一定光谱范围内的双折射率,得到了云母波片的双折射率色散曲线,并通过拟合得到了双折射率色散公式.该方法能测量任意波片的相位延迟量,并且具有测量方便、周期短、精度高等特点.

关键词：云母波片相位延迟量双折射率