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高次谐波辐射与X射线量子光学(特邀)

光子学报 2024年第6期53卷 39-47页

作者：付逸飞赵迪李蓬勃李福利西安交通大学物理学院教育部物质非平衡合成与调控重点实验室陕西省量子信息与光电量子器件重点实验室西安710049

高次谐波产生过程是一种广泛、成熟、可行的制备相干量子光源的方案,在新兴的X射线量子光学领域有望得到应用。目前,量子光学已经在微波和可见光波段研发了诸如压缩态制备、诱导透明、高次谐波产生、多波混频等应用。X射线因其高精度、... 详细信息

高次谐波产生过程是一种广泛、成熟、可行的制备相干量子光源的方案,在新兴的X射线量子光学领域有望得到应用。目前,量子光学已经在微波和可见光波段研发了诸如压缩态制备、诱导透明、高次谐波产生、多波混频等应用。X射线因其高精度、高衍射极限、鲁棒性、穿透性和聚焦能力在理论上优于目前广泛采用的微波和可见光波段,在X射线波段下研发量子光学模型、量子信息单元和量子光学元件,有助于推动其向精密化,小型化发展。最近的研究将量子光学推广至X射线波段,产生了诸如X能标下的量子系统、单光子、脉冲、高次谐波产生相干X射线脉冲等创新性研究成果,发展了阿秒级的相干X射线量子光源。X射线光学与量子光学的交叉正在引来越来越多的关注,成为一个具有显著突破意义和应用前景的研究领域。

关键词：量子光学谐波产生非线性光学超快激光 X射线光学

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多模式量子纠缠及纠缠网络研究进展

中国激光 2024年第18期 1-12页

作者：王嘉玮张沛蔡寅西安交通大学电子科学与工程学院电子物理与器件教育部重点实验室西安交通大学物理学院物质非平衡合成与调控教育部重点实验室陕西省量子信息与量子光电器件重点实验室陕西省信息光子技术重点实验室

在量子精密测量和量子信息处理中，多模式量子纠缠态构成的量子网络是提升灵敏度和处理性能的关键部分，已在实验中初步展示了其优越性，并有望成为近期得到实用的技术。本文从连续变量系统中的量子态出发，简要介绍了压缩态的基本概念... 详细信息

在量子精密测量和量子信息处理中，多模式量子纠缠态构成的量子网络是提升灵敏度和处理性能的关键部分，已在实验中初步展示了其优越性，并有望成为近期得到实用的技术。本文从连续变量系统中的量子态出发，简要介绍了压缩态的基本概念、制备与测量方式，同时介绍了多模式系统的相关概念与性质，并着重介绍了基于连续变量的多模式纠缠态的制备方案和进展，最后对量子网络的应用前景进行了展望。

关键词：量子压缩态量子纠缠多模式量子网络量子信息

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靛红双氮二苯腙分子开关的光致异构化机理

物理学报 2024年第17期73卷 151-160页

作者：庞晓娟赵凯玥何航宇张宁波蒋臣威中国矿业大学材料与物理学院徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院徐州221116 西安交通大学物理学院凝聚态物质非平衡合成与调制教育部重点实验室量子信息与量子光电器件陕西省重点实验室西安710049

腙类分子开关在超分子化学领域有非常重要的应用价值,基于靛红发色团发展出的新型腙类分子开关已被合成.因其具有可见光激发下的顺反异构化特征、衍生物的易合成性及对外界刺激的敏感性,其在生物化学领域具有重要的应用价值.然而,该新... 详细信息

腙类分子开关在超分子化学领域有非常重要的应用价值,基于靛红发色团发展出的新型腙类分子开关已被合成.因其具有可见光激发下的顺反异构化特征、衍生物的易合成性及对外界刺激的敏感性,其在生物化学领域具有重要的应用价值.然而,该新型分子开关的光致异构化机制尚不明确,异构过程是否存在新奇的现象也不得而知.本文采用基于半经验OM2/MRCI的轨迹面跳跃动力学方法,系统地研究了一种名为靛红双氮二苯腙分子开关E-Z异构化过程的光致异构化机理.研究发现该E构型分子开关的S_(1)激发态平均寿命约为107 fs,该分子开关的E-Z异构化量子产率为16.01%.通过对该分子开关光致异构化过程的计算,明确了两种不同分子开关异构化机制;除围绕C=N键旋转的传统分子开关异构机制之外,阐明了新的异构机制——分子开关转子部分面对面的扭转;通过时间分辨的荧光辐射谱的计算,预测了异构化过程中存在极快的荧光猝灭现象,并且伴随着荧光红移的发生;通过对计算得到的荧光光谱与激发态平均寿命的分析,提出了“暗态”的存在,并对“暗态”存在的原因给出了可能的解释.研究结果可为新型分子开关的设计及应用提供理论指导作用.

关键词：分子开关光致异构化激发态非绝热动力学

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超导动态电感探测器的噪声谱分析

物理学报 2024年第3期73卷 310-317页

作者：石中誉代旭城王浩宇麦展彰欧阳鹏辉王翼卓柴亚强韦联福刘旭明潘长钊郭伟杰舒诗博王轶文西南交通大学物理科学与技术学院量子光电实验室成都610031 南方科技大学深圳量子科学与工程研究所深圳518055 深圳国际量子研究院深圳518048 西南交通大学信息科学与技术学院信息量子技术实验室成都610031 中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室北京100049

动态电感探测器容易频域集成,作为一种新兴的超导探测器件在(亚)毫米及光学波段的天文探测和阵列成像中得到了初步应用.在单像素层面,动态电感探测器的暗噪声水平是关键指标之一.本文详细介绍了一种适用于动态电感探测器的噪声功率谱分... 详细信息

动态电感探测器容易频域集成,作为一种新兴的超导探测器件在(亚)毫米及光学波段的天文探测和阵列成像中得到了初步应用.在单像素层面,动态电感探测器的暗噪声水平是关键指标之一.本文详细介绍了一种适用于动态电感探测器的噪声功率谱分析方法,可以较好地平衡噪声频谱分辨率与方差性能,准确且高效地进行噪声谱分析.利用此方法,研究了两种工艺的超导铝动态电感探测器,发现在铝膜上下两层镀氮化硅膜的样品的频率噪声约为裸铝样品的25%—50%.基于这种双层氮化硅工艺,进一步研究了多种几何设计的集总结构铝动态电感探测器在不同微波功率和温度下的噪声特性,实验结果与典型的二能级系统噪声行为相符.本文的研究为动态电感探测器的噪声谱表征提供了一种标准方法,并为研制低噪声的超导铝动态电感探测器奠定了基础.

关键词：动态电感探测器超导谐振器噪声谱

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硅基光电子芯片集成的胶体量子点有源器件(特邀)

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光学学报 2024年第15期44卷 158-180页

作者：瞿俊伶刘鹏甘雪涛赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

胶体量子点(CQD)半导体材料具有吸收/发射谱段连续可调、荧光光谱窄(<30 nm)、量子产率高(约100%)、载流子输运灵活可控等优异的光电特性,以及大面积、低成本、无衬底限制等液相加工集成工艺优势,有望为硅基光电子芯片上有源器件的集成... 详细信息

胶体量子点(CQD)半导体材料具有吸收/发射谱段连续可调、荧光光谱窄(量子产率高(约100%)、载流子输运灵活可控等优异的光电特性,以及大面积、低成本、无衬底限制等液相加工集成工艺优势,有望为硅基光电子芯片上有源器件的集成提供新的解决方案。从CQD的合成、光电特性、硅基片上集成工艺等角度展开讨论,并总结评述片上集成CQD有源器件的研究进展。最后,从硅基片上探测器、片上光源等角度,对基于CQD发展硅基光电子芯片上有源器件给出分析和展望。

关键词：胶体量子点硅基光电子芯片有源器件探测器光源

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微腔激子极化激元的自旋轨道耦合效应

中国激光 2024年第18期 1-14页

作者：龙腾李一鸣罗筱璇廖清李峰首都师范大学光功能材料与器件北京市重点实验室西安交通大学电子科学与工程学院电子物理与器件教育部重点实验室西安财经大学信息学院空军工程大学防空反导学院

光学微腔中的偏振劈裂效应作为一种等效光子规范场，可引发光子自旋轨道耦合机制，对微腔光子的能带结构、自旋分布和动力学行为产生独特的影响。尤其是在微腔光子与激子发生强耦合的物理体系内，基于光子自旋轨道耦合效应对微腔激子极... 详细信息

光学微腔中的偏振劈裂效应作为一种等效光子规范场，可引发光子自旋轨道耦合机制，对微腔光子的能带结构、自旋分布和动力学行为产生独特的影响。尤其是在微腔光子与激子发生强耦合的物理体系内，基于光子自旋轨道耦合效应对微腔激子极化激元进行调控展现出了更大的自由度和多样化特征。此外，外加磁场、各向异性激子材料、束缚性和周期性势场等都会引入新类型的等效规范场，产生一系列全新的光子自旋轨道耦合机制与现象。上述成果为微纳光子器件和光量子模拟器等提供了丰富的理论方法与应用平台。

关键词：微腔光子学激子极化激元自旋轨道耦合光子规范场

硅基光电子芯片集成的胶体量子点有源器件（特邀）

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光学学报 2024年第15期 166-188页

作者：瞿俊伶刘鹏甘雪涛赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室

胶体量子点（CQD）半导体材料具有吸收/发射谱段连续可调、荧光光谱窄（<30 nm）、量子产率高（约100%）、载流子输运灵活可控等优异的光电特性，以及大面积、低成本、无衬底限制等液相加工集成工艺优势，有望为硅基光电子芯片上有源器... 详细信息

胶体量子点（CQD）半导体材料具有吸收/发射谱段连续可调、荧光光谱窄（量子产率高（约100%）、载流子输运灵活可控等优异的光电特性，以及大面积、低成本、无衬底限制等液相加工集成工艺优势，有望为硅基光电子芯片上有源器件的集成提供新的解决方案。从CQD的合成、光电特性、硅基片上集成工艺等角度展开讨论，并总结评述片上集成CQD有源器件的研究进展。最后，从硅基片上探测器、片上光源等角度，对基于CQD发展硅基光电子芯片上有源器件给出分析和展望。

关键词：胶体量子点硅基光电子芯片有源器件探测器光源

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硅基光电子芯片集成的胶体量子点有源器件

光学学报 2024年

作者：瞿俊伶刘鹏甘雪涛赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室

胶体量子点（CQD）半导体材料具有吸收/发射谱段连续可调、荧光光谱窄（<30 nm）且量子产率高（～100%）、载流子输运灵活可控等优异光电特性，以及大面积、低成本、无衬底限制等优异液相加工集成工艺兼容性，有望为硅基光电子芯片上有... 详细信息

胶体量子点（CQD）半导体材料具有吸收/发射谱段连续可调、荧光光谱窄（量子产率高（～100%）、载流子输运灵活可控等优异光电特性，以及大面积、低成本、无衬底限制等优异液相加工集成工艺兼容性，有望为硅基光电子芯片上有源器件的集成提供新的解决方案。本文从CQD的合成、优异光电特性、硅基片上集成工艺等角度展开讨论，并总结评述片上集成CQD有源器件的研究进展。最后，从硅基片上探测器、片上光源等角度，对CQD发展硅基光电子芯片上有源器件给出分析和展望。

关键词：胶体量子点硅基光电子芯片有源器件探测器光源

非线性相互作用的自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的淬火动力学

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物理学报 2023年第10期72卷 124-131页

作者：王欢贺夏瑶李帅刘博西安交通大学物理学院物质非平衡合成与调控教育部重点实验室陕西省量子信息与光电量子器件重点实验室西安710049

研究了在二维自旋-轨道耦合的相互作用超冷玻色气体中存在一维光晶格时,超流条纹相到超固相的非平衡动力学.通过研究这一动力学过程中的缺陷(位相空间中的涡旋)及波函数的变化行为,利用涡旋数及波函数的交叠等描述方法,确定了考虑光晶... 详细信息

研究了在二维自旋-轨道耦合的相互作用超冷玻色气体中存在一维光晶格时,超流条纹相到超固相的非平衡动力学.通过研究这一动力学过程中的缺陷(位相空间中的涡旋)及波函数的变化行为,利用涡旋数及波函数的交叠等描述方法,确定了考虑光晶格深度随时间线性变化的量子淬火动力学过程的转变时间.发现在转变时间之前,体系对于淬火过程没有响应.当演化时间超过转变时间后,系统开始迅速响应,涡旋数及体系的波函数开始迅速变化.当演化时间足够长时,系统将达到稳态.另外还发现,在上述动力学过程中,由于体系中自旋-轨道耦合的存在,系统在空间中的密度分布与自旋在空间中的结构始终相伴生,即具有拓扑结构的磁斯格明子(反斯格明子)的中心位置始终与体系密度分布的极小值位置相对应.

关键词：自旋-轨道耦合量子淬火超固体斯格明子与反斯格明子