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纳米光纤-半导体量子点分子耦合系统中光孤子的存储与读取

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物理学报 2024年

作者：曾莹佘彦超张蔚曦杨红铜仁学院物理与电子工程系吉首大学物理与机电工程学院

析地研究了基于纳米光纤-半导体量子点分子耦合系统中时间光孤子存储和读取。结果表明，由于半导体量子点分子中点间隧穿诱导透明效应，系统中的光吸收被大大抑制。同时，纳米光纤的横向约束能增强光与系统的相互作用，增强的系统非线... 详细信息

析地研究了基于纳米光纤-半导体量子点分子耦合系统中时间光孤子存储和读取。结果表明，由于半导体量子点分子中点间隧穿诱导透明效应，系统中的光吸收被大大抑制。同时，纳米光纤的横向约束能增强光与系统的相互作用，增强的系统非线性响应能平衡色散效应得到稳定的时间光孤子。进一步地研究表明，通过关闭和打开点间隧穿耦合，系统中可实现光孤子的高效率和高保真度的存储与读取。上述结果对于固体量子材料中全光信息处理的实际应用具有一定的指导意义和潜在的应用价值。

关键词：隧穿诱导透明光孤子的存储和读取量子点纳米光纤

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基于相位成像的番茄果实糖度检测

中国激光 2024年第3期51卷 96-104页

作者：徐一新戴海宸张月于陆新徐媛媛季颖江苏大学物理与电子工程学院江苏镇江212013

果蔬品质检测在其生长、储存各环节都具有重要意义,同时也是栽培、保存方案制订的依据。针对果蔬种植过程中对样本全域生理信息定量实时获取的需求以及现有检测技术的不足,本文从宏观生长的微观物质基础和相位成像机理出发,以番茄果实... 详细信息

果蔬品质检测在其生长、储存各环节都具有重要意义,同时也是栽培、保存方案制订的依据。针对果蔬种植过程中对样本全域生理信息定量实时获取的需求以及现有检测技术的不足,本文从宏观生长的微观物质基础和相位成像机理出发,以番茄果实糖度检测为例,提出了一种果蔬生理信息的相位检测方法,基于细胞相位图像提取两个相位参量并联合宏观糖度值构建数据立方体对番茄糖度分布进行了表征。该方法可根据需要对任意局部区域进行采样检测,无须对细胞样本进行预处理,只需要采集任意角度下的一幅相位图即可,具有数据量小、计算简便的优势,整个分析过程只需要0.5 s左右。与现有成熟检测方法的对照实验表明,细胞相位参量与糖度值表现出了明显的正相关性,且对局部糖度差异敏感。所提方法与高光谱成像检测结果具有良好的一致性。该相位检测表征方法操作简便,运算速度快,可为番茄糖度乃至其他果蔬的多种生理特性快速检测提供参考。

关键词：生物光学番茄果实糖度品质检测相位成像相位参量

双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中PT对称势下的异步量子Kármán涡街

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物理学报 2024年第11期73卷 37-45页

作者：邵凯花席忠红席保龙涂朴王青青马金萍赵茜石玉仁西北师范大学物理与电子工程学院兰州730070 甘肃民族师范学院物理与水电工程系合作747000 四川文理学院智能制造学院达州635000

数值研究了相混合态双组分玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensate,BEC)中PT (parity-time)对称势下的动力学.在障碍势不同的宽度和速度下发现了异步量子Kármán涡街、斜向漂移涡旋偶极子、V字形涡旋对、无规则量子湍流以及各... 详细信息

数值研究了相混合态双组分玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensate,BEC)中PT (parity-time)对称势下的动力学.在障碍势不同的宽度和速度下发现了异步量子Kármán涡街、斜向漂移涡旋偶极子、V字形涡旋对、无规则量子湍流以及各种尾迹的组合模式.研究了作用在移动障碍势上的拖拽力,分析了涡旋对产生的力学机理.在不同障碍势宽度和速度下,系统地模拟了异步量子Kármán涡街和其他尾迹模式的参数区域.同样分析了PT对称势中具有增益-损耗强度的虚部对异步量子Kármán涡街稳定性的影响.最后,提供了一个实现异步量子Kármán涡街的实验方案.

关键词：玻色-爱因斯坦凝聚体 Kármán涡街 PT对称势

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集成微腔光梳产生与应用

科学通报 2024年第12期69卷 1526-1527页

作者：程亚薛晓晓华东师范大学物理与电子科学学院上海200241 清华大学电子工程系北京100084

光学频率梳简称为光频梳或光梳,其光谱包含一系列频率严格等间距的谱线,非常像人们日常生活中的梳子,故而得名[1].光梳技术在21世纪初兴起,最早在光频率精密测量中作为倍频链的替代方案而被提出.相对于倍频链,光梳大大降低了系统的复杂... 详细信息

光学频率梳简称为光频梳或光梳,其光谱包含一系列频率严格等间距的谱线,非常像人们日常生活中的梳子,故而得名[1].光梳技术在21世纪初兴起,最早在光频率精密测量中作为倍频链的替代方案而被提出.相对于倍频链,光梳大大降低了系统的复杂度和体积,成为光学频率综合、光原子钟、精密光谱测量等领域的重要工具.在光梳技术发展史上,最被人津津乐道的事情可能是2005年Hänsch和Hall因此而获得诺贝尔物理学奖[2].发展至今,光梳系统的构建技术已经比较成熟,也有一些商用化的产品.其中所使用的种子光源主要包括光纤锁模激光器和固体锁模激光器两类.然而,光梳系统的总体积和功耗仍然较高,应用场景目前仍然主要局限在实验室中.因此,实现光梳的集成化和小型化,使其走出实验室成为大家追求的下一步目标.

关键词：锁模激光器倍频链光频率光梳诺贝尔物理学奖光频梳光学频率梳替代方案

半导体量子点分子-腔光机械耦合系统中光学双稳及多稳态的形成及调控

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原子与分子物理学报 2024年 121-128页

作者：曾莹任波徐名琪杨红佘彦超吉首大学物理与机电工程学院铜仁学院物理与电子工程系

本研究探讨了外部磁场对半导体量子点分子与腔光机械耦合系统中光学双稳态行为的影响.研究结果显示,外部磁场、量子点之间的隧穿耦合以及探测光单光子的失谐可以有效地调控系统的光学双稳态.在弱隧穿和弱磁场条件下,系统的光学双稳态阈... 详细信息

本研究探讨了外部磁场对半导体量子点分子与腔光机械耦合系统中光学双稳态行为的影响.研究结果显示,外部磁场、量子点之间的隧穿耦合以及探测光单光子的失谐可以有效地调控系统的光学双稳态.在弱隧穿和弱磁场条件下,系统的光学双稳态阈值和磁滞回线宽度随着外部磁场和点间隧穿耦合强度的增加而增大.随着磁场强度和隧穿耦合强度的进一步增加,系统的双稳态将演变为多稳态.有趣的是,在强隧穿和强磁场作用下,系统的光学双稳态阈值和磁滞回线宽度随着外部磁场和点间隧穿耦合强度的增加而减小.这种对耦合腔光机械系统中光学双稳态的灵活调控将在可控光开关方面具有潜在的广泛应用前景.

关键词：双稳态多稳态点间隧穿耦合光力耦合

闭合回路相干增益原子系统中完美非互易反射光放大

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物理学报 2024年第12期73卷 322-329页

作者：李观荣郑怡婷徐琼怡裴笑山耿玥严冬杨红海南师范大学物理与电子工程学院海口571158

高性能非互易光子器件能够有效地提升光量子操控、信息处理以及量子模拟的效率.放大的光信号可以增强并隔离量子系统输出的微弱信号,避免敏感量子系统受反向散射噪声等影响,是高性能光子器件的核心技术.在我们先前的工作(2023 Opt.Expre... 详细信息

高性能非互易光子器件能够有效地提升光量子操控、信息处理以及量子模拟的效率.放大的光信号可以增强并隔离量子系统输出的微弱信号,避免敏感量子系统受反向散射噪声等影响,是高性能光子器件的核心技术.在我们先前的工作(2023 Opt.Express 3138228)中,基于四波混频增益并利用耦合场强度随位置线性变化实现了单向反射光放大的动力学调控.本文巧妙地设计了简单的三能级闭合回路相干增益原子系统,创新性地设置耦合场强度随位置阶梯型变化来破坏极化率空间对称性实现了完美非互易反射光放大.相比之下,耦合场强度阶梯型变化在实验上更容易调节,大大地降低了实验难度.特别地,该系统引入了相位调制.通过改变相位能够切换探测光增益和吸收的频率域,对反射光放大的调节更具灵活性.

关键词：完美非互易反射光放大相对相位

含有非热电子和陷俘离子的复杂等离子体中非线性尘埃声波的传播特征

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物理学报 2024年第7期73卷 252-261页

作者：林麦麦宋晨光王明月陈富艳西北师范大学物理与电子工程学院兰州730070

本文研究了同时含有非热(nonthermal)电子和陷俘(trapped)离子分布的复杂等离子体系统中非线性尘埃声波的传播特征.首先,利用线性化方法推导得到非线性尘埃声波的色散关系.接着,借助Sagdeev势方法推导得到表征非线性尘埃声波运动的二维... 详细信息

本文研究了同时含有非热(nonthermal)电子和陷俘(trapped)离子分布的复杂等离子体系统中非线性尘埃声波的传播特征.首先,利用线性化方法推导得到非线性尘埃声波的色散关系.接着,借助Sagdeev势方法推导得到表征非线性尘埃声波运动的二维自治系统、Sagdeev势方程和Sagdeev势函数的具体表达式.然后,依据数值模拟的方法分析了多种系统因素对二维自治系统相图的重要影响.结果表明:含有nonthermal电子和trapped离子的复杂等离子体系统中同时存在线性周期波、非线性周期波和孤立波.接下来,通过讨论Sagdeev势函数随系统参数的变化规律发现:该复杂等离子体系统中仅存在振幅大于零的压缩型孤立波.最后,探讨多种系统因素对非线性尘埃声孤波的振幅、宽度和波形等传播特征的重要影响.结果显示:马赫数、nonthermal电子和trapped离子以及尘埃颗粒未扰动的数密度、温度及荷电量等参数对该复杂等离子体系统中非线性尘埃声孤波的振幅、宽度和波形等传播特性均具有显著影响,且该结果与Sagdeev势函数的分析结果保持一致.

关键词：非线性尘埃声孤波 Sagdeev势方法非热电子分布陷俘离子分布

大气压微波放电CO_(2)等离子体温度的发射光谱诊断

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 688-692页

作者：李容毅朱海龙山西大学物理电子工程学院山西太原030006

大气压微波等离子体因具有活性粒子密度高、气体温度高、能量转换效率高、可控性好等独特优势,在分解和转化二氧化碳治理环境领域展现出重要的应用价值。以大气压微波等离子体的二氧化碳分解与转化为应用背景,开展了大气压微波等离子体... 详细信息

大气压微波等离子体因具有活性粒子密度高、气体温度高、能量转换效率高、可控性好等独特优势,在分解和转化二氧化碳治理环境领域展现出重要的应用价值。以大气压微波等离子体的二氧化碳分解与转化为应用背景,开展了大气压微波等离子体的放电特性与温度参数的测量和诊断研究。通过研究等离子体炬的放电形态的变化规律,分析了大气压二氧化碳等离子体的放电特点;利用发射光谱的诊断方法,分析了二氧化碳放电区内产生的C_(2)分子的转动温度,得到了二氧化碳等离子体内不同位置在不同功率和不同气体流量下的放电形态以及温度的变化规律。研究结果表明,这种大气压微波等离子体的放电形态呈现明亮的中心放电区和外围的余辉区,且这两个区域存在清晰的边界;放电区的长度随微波功率增加接近线性增长,受送气流量大小的影响微弱。等离子体发射光谱诊断结果显示,大气压微波等离子体放电过程中,主放电区中除了化学荧光连续谱外还存在很强的C_(2)分子的Swan谱带;基于这一谱带计算得到的主放电区等离子体温度约为6 000 K,且这一温度几乎不随功率和气流的变化;不同中心放电区位置,温度略有变化(±100 K)。

关键词：大气压微波放电等离子体转动温度二氧化碳

周期驱动谐振子的一种非厄米哈密顿和经典-量子对应

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第6期54卷 151-158页

作者：辛俊丽马紫微黄丽运城学院物理与电子工程系运城044000 山西省光电信息科学与技术实验室运城044000

本文构造一非幺正厄米变换算符和广义规范变换,定义了非厄米哈密顿算符双正交基矢的度规算符,证明了周期驱动谐振子的一种非厄米哈密顿是赝厄米哈密顿算符;从双含时薛定谔方程出发将其厄米化,从而得到其解析量子波函数;基于经典正则变换... 详细信息

本文构造一非幺正厄米变换算符和广义规范变换,定义了非厄米哈密顿算符双正交基矢的度规算符,证明了周期驱动谐振子的一种非厄米哈密顿是赝厄米哈密顿算符;从双含时薛定谔方程出发将其厄米化,从而得到其解析量子波函数;基于经典正则变换,得到非厄米哈密顿的经典对应;将系统演化一个周期,得到量子LR相和经典角变化率,以及它们之间的对应关系.本文通过对周期驱动谐振子非厄米哈密顿的分析,得出结论:哈密顿算符的厄米性是其有实数本征值的充分,但非必要条件,非厄米哈密顿算符都可以通过构造一非幺正的厄米变换算符和广义规范变换得到其厄米对应,此结论为研究非厄米系统提供了一种新思路.

关键词：非厄米哈密顿广义规范变换经典-量子对应