光子
- 基于光子數可分辨探測器的單脈沖光子數檢測
華大學 理學院 光子學實驗室，上海 201620)引 言在諸如量子通信系統[1]、激光測距[2]、超快光譜學[3]等領域中，利用光子數可分辨的單光子探測器實現對單個或者多個光子的精確識別是其不可缺少的核心技術之一。目前，主流的超導單光子探測器有以下幾種：超導納米線單光子探測器(superconducting nanowire single photon detector,SNSPD)[4-5]、超導轉邊緣探測器(transition edge sensor
激光技術 2022年1期2022-01-19
- 靜電場中正負電荷吸引與排斥原因的探究
提出的靜電場是虛光子場的理論,使我們對靜電場庫倫力的產生有了初步認識,但這一理論仍沒對異性電荷相吸、同性電荷相斥的原因予以清晰解答。本文嘗試通過分析電荷的虛光子場特性解答這一問題。1 電荷差異性原因分析1.1 虛光子形成靜電場先分析一般的光子。光是電磁波,是橫波,不同頻率的光不同;同一頻率的光也不同,只要有相差就相互干涉,相位差為π時,干涉使他們引起的電磁空間效果為零,而當相位差為2π的整數倍時,則他們引起的電磁空間效果增強。虛光子是不可直接觀測的光子,是
探索科學(學術版) 2021年10期2021-11-07
- 光子的量子波動方程
場由大量不連續的光子構成,電磁場的最低能量激發對應一個光子態,較高能量激發對應多個光子態. 因此量子化后的電磁場解釋了光子的存在. 同時,量子理論認為所有粒子均具有波粒二象性. 文獻[3-5]研究表明,由于光子作為相對論性粒子,不具有Schr?dinger方程所描述非相對論粒子的波動特性,因此不存在光的波函數和幾率密度. 其中,電子與光子間的關鍵區別在于光子的局域問題,電子可處于位置本征態,而光子不能處于位置本征態,但自由空間電磁場的能量密度可表示為一個局
吉林大學學報（理學版） 2021年2期2021-03-23
- 關于介質中光子動量的探討
時，給出了如下的光子能量和動量公式式中h是普朗克常數，ν和λ分別是光子的頻率和波長.高中學習經常需要判斷光從真空進入介質速度、頻率和波長的變化情況，而光子的動量與光的波長成反比，因此，學生自然會提出光從真空進入介質光子的動量如何變化的問題.當下的教輔資料中也有這樣的問題.那么，光從真空進入介質，光子的動量到底如何變化呢？2 已有觀點及評析2.1 學生中的觀點對于這個問題，學生中存在兩種相反的觀點.介質的折射率n>1，所以光子的動量增大.常見的教輔資料中也持
物理通報 2021年2期2021-02-22
- 基于蒙特卡羅方法的水體光場傳輸特性研究?
輸規律。2 方法光子在水體中的傳播規則采用概率分布來描述。如圖1是蒙特卡羅方法水體散射仿真流程圖，單個光子首先被初始化統一權重，設置光子步長，并在坐標系中移動它。圖1 蒙特卡羅方法水體散射仿真流程圖若光子到達水體邊緣，檢查其內部反射的幾率，并決定其是繼續留在水體內還是離開水體。若其在內部反射，則需修改其運動方向，繼續運動；否則，光子離開水體，記錄為反射（透射）。在每運動一個步長，計算光子由于水體的吸收造成的權重衰減，并記錄在該處水體吸收矩陣中。剩下的光子權
艦船電子工程 2020年12期2021-01-19
- 糾纏光子源的性能模型與實驗實現
算的物理體系包括光子[9,10]、離子阱[11]、超導[12]、原子[13]、量子電動力學腔[14]和核磁共振[15]等，而光量子計算以光子來實現量子比特的編碼，通過光學元器件來操控并測量量子比特的狀態，從而實現量子計算的過程。相對于其它的物理系統，光量子系統的優勢在于可以快速地傳播，相干時間長，性質穩定，不易受外界干擾，并且操控十分方便，因此是量子計算研究中的一個重要方向。一套完整的光量子計算裝置分為糾纏光子源(光量子比特)的制備、操控和探測3個部分。糾
計算機工程與科學 2020年10期2020-11-05
- 光子增加雙模壓縮真空態在馬赫-曾德爾干涉儀相位測量中的應用*
本文研究了一般光子增加雙模壓縮真空態作為馬赫-曾德爾干涉儀的探測態時， 在何種情況下能夠提高待測相位的測量精度. 根據量子Fisher信息理論， 盡管在探測態具有相同的平均光子數這一約束條件下， 對稱的和非對稱的光子增加操作并不能提高相位的測量精度. 但若是在給定初始壓縮參數的情況下， 對稱的和非對稱的光子增加操作卻能夠增強相位的測量精度. 另外， 基于宇稱測量的研究結果表明， 對于對稱光子增加雙模壓縮真空態， 只有當待測相位趨于零時， 宇稱測量才是最優
物理學報 2020年12期2020-07-04
- 一種基于光子計數激光雷達的去噪方法
并進行三維成像。光子計數型激光雷達引入單光子探測器件和時間相關單光子計數(TCSPC)技術，使系統具有探測極微弱光信號的能力和皮秒量級的時間分辨率。激光雷達的噪聲大致分為3類：探測器噪聲、放大器噪聲、背景的輻射噪聲。隨著制造工藝和致冷方式的進步，探測器噪聲和放大器噪聲得到有效抑制，所以如何抑制背景噪聲，改善激光雷達在低信噪比下的成像質量成為關鍵問題[1-2]。文獻[3]中將目標漫反射回的激光信號均分為2路，分別送至雪崩光電二極管(APD)中進行探測，2個A
艦船電子對抗 2019年4期2019-09-10
- 八光子糾纏態制備方案
次在實驗上完成三光子GHZ態的制備[2]，在該方案中使用了兩對糾纏光子對，得到兩種情況的三光子糾纏態，把這兩種情況相干疊加，得到三光子GHZ態。Walther P等在實驗上首次制備出了四光子簇態，并利用它對one-way量子計算方法進行了驗證[3]，這在光量子信息處理上是非常有意義的。丁東等提出了一個用三對糾纏光子制備六光子超糾纏態制備方案[4]，實現了對包含偏振糾纏和空間糾纏的六光子超糾纏態的制備。徐憑對傳統的兩光子極化糾纏態的制備過程加以改進，并成功地
微處理機 2019年2期2019-05-08
- 首個三光子顏色糾纏W 態問世
究人員首次讓三個光子的顏色相互糾纏，構建出一種名為W 態的量子力學狀態。在這種狀態下，即使三個光子中一個光子“走丟了”，有些糾纏態仍會保存下來，因此有望應用于量子通信領域。而且，研究人員稱，這種糾纏態也使新奇的量子應用和基礎物理測試成為可能。為了創造出這種狀態，伊利諾伊大學香檳分校的研究人員將激光照射進玻璃纖維。通過一個名為“自發四波”混合的過程——四個激光光子與光纖相互作用，然后湮滅——產生兩對不同顏色的光子（例如，兩對紅色和綠色光子）。這四個光子被用來
發明與創新 2019年41期2019-04-14
- 首個三光子顏色糾纏W態問世
究人員首次讓三個光子的顏色相互糾纏，構建出一種名為W態的量子力學狀態。在這種狀態下，即使三個光子中一個光子“走丟了”，有些糾纏態仍會保存下來，因此有望應用于量子通信領域。而且，研究人員稱，這種糾纏態也使新奇的量子應用和基礎物理測試成為可能。為了創造出這種狀態，伊利諾伊大學香檳分校的研究人員將激光照射進玻璃纖維。通過一個名為“自發四波”混合的過程——四個激光光子與光纖相互作用，然后湮滅——產生兩對不同顏色的光子（例如，兩對紅色和綠色光子）。這四個光子被用來構
發明與創新·大科技 2019年11期2019-03-07
- 量子世界的加減法
津津有味：原子、光子、量子躍遷、量子糾纏……我們每時每刻都生活在量子世界(盡管我們很少覺察到這一點)，以量子物理和半導體技術為基礎的電子計算機和互聯網通信是我們這個時代的標志之一.量子世界到底有什么不同于經典世界的神奇之處？兩個如何過渡或共存？這個問題，偉大的阿爾伯特-愛因斯坦跟尼爾斯-玻爾為此一輩子爭吵不休，現在的物理學家天天忙著研究這個問題.這些研究不斷的帶給我們驚奇，比如最近發現候鳥飛行器官和綠葉光合作用原來都有神秘的量子效應發揮著意想不到的作用，比
數理化解題研究 2019年6期2019-02-19
- 用多個光子晶體實現量子糾纏態的穩定性
解決的關鍵問題.光子晶體的折射率可發生周期性變化[13-14], 光波在其中傳播時, 某些頻率的光波受到抑制, 從而形成光子禁帶或帶隙[15], 類似于半導體材料中電子的能帶結構. 光子晶體中的缺陷在帶隙中產生缺陷態, 從而形成光子的局域化[16]， 這些特性使光子晶體可制作微腔、 光子晶體激光器、 光學濾波器、 光子二極管、 光開關和光波導等光學器件[17-18].本文用多個光子晶體實現量子糾纏態的穩定性. 計算結果表明： 對兩光子和三光子糾纏態, 當疊
吉林大學學報（理學版） 2018年5期2018-10-09
- 解釋暗物質的暗光子可能不存在
沒有發現被稱為暗光子的神秘粒子的蛛絲馬跡，表明暗光子可能并不存在。暗光子是假想的普通光粒子的“雙胞胎粒子”，如果它們存在，將是解釋暗物質存在的一種方式。不過，這項研究的負責人、加州大學伯克利分校物理學家霍爾格·穆勒說：“新測量強烈排除了某些質量暗光子存在的可能性?！毖芯咳藛T解釋稱，如果暗光子存在，它也像光子一樣是一種電磁力載體，光子在普通物質的帶電粒子之間工作，而暗光子會使暗物質粒子之間的電磁相互作用成為可能。
科學導報 2018年29期2018-05-14
- 光子的旋量波動方程
2)目前, 關于光子局域化與光子波函數的關系已引起人們廣泛關注[1-4]. 文獻[5]研究表明, 光子局域化問題與光子位置算符密切相關; 文獻[6-7]研究表明, 用Riemann-Silberstein(RS)矢量可描述光子波函數; 文獻[8-9]研究表明, 在量子場論中,可用Klein-Gordon描述自旋為0的Boson標量波動方程; 文獻[10]研究表明, 用Proca方程描述自旋為1的Boson矢量波動方程; 文獻[11]研究表明, 可用Dira
吉林大學學報（理學版） 2018年2期2018-03-27
- 基于自發參量下轉換源二階激發過程產生四光子超糾纏態?
實際物理系統是由光子構成的光學系統[1,2],其中最簡單、最重要的糾纏資源是成對的糾纏光子.作為一種非線性光學過程,自發參量下轉換是指一束短脈沖紫外光子入射到非線性晶體BBO(β-barium-borate)上產生兩個糾纏光子的現象[3?5],對應的這兩個光子分別稱為信號光子和休閑光子.自發參量下轉換過程分為兩類,在第一類中產生的信號光子和休閑光子的偏振方向相同,在第二類中產生的信號光子和休閑光子的偏振方向相互垂直.這里,以第二類自發參量下轉換過程為例,其
物理學報 2018年6期2018-03-26
- 我國科學家首次實現十光子糾纏
科學家首次實現十光子糾纏中國科學技術大學的科學家制備出了綜合性能最優的糾纏光子源，在世界上首次成功實現了十光子糾纏，打破了之前由該校保持了多年的八光子紀錄，再次刷新了多光子糾纏態制備的世界紀錄。該LED由石墨烯、氮化硼，以及過渡金屬硫化物等材料的薄層疊加在一起構成，具有較高的可調諧性、自由設計空間，以及綜合集成能力。該項研究成果使量子通訊距離現實應用更近了一步。(新 華)多粒子糾纏操縱是量子信息處理基本能力的核心指標之一，能夠操縱的糾纏光子數目的增加，往往
軍民兩用技術與產品 2017年1期2017-12-18
- 光子的波粒二象性與光子的旋轉
541100）光子的波粒二象性與光子的旋轉黃寧海（桂林慧文科技有限公司，廣西 桂林 541100）假定光子沿x軸方向運動，通過與同心球體旋轉的類比，推測光子繞其自旋軸自旋，自旋方向是周期性變化的（光子的自旋軸繞y軸恒速旋轉）。由馬格努斯效應可知，在與光子的自旋軸和光子軌道運動方向（光子軌道切線方向）組成的平面相垂直的方向上將產生一個作用于光子的橫向力F。橫向力F與光子自旋角動量在z軸的分量成正比，即橫向力F和光子自旋軸與xOy平面夾角的正弦函數值成正比（
科技與創新 2017年13期2017-11-30
- 奧地利Austria四維超糾纏態光子室外首次傳輸成功
間傳送了超糾纏態光子，首次在實驗室以外的現實世界證明了超糾纏態光子傳輸的可行性。發表在最新一期《自然·通訊》雜志的這一研究成果，向實現基于衛星系統快速安全傳輸量子信息的全球化量子網絡邁出了重要一步。研究發現，盡管大氣渦旋導致超糾纏光子的傳輸效率變化無常，且有大約一半的光子被光學器件吸收而失蹤，但每秒仍能檢測到2萬對光子在相距1200米處保持超糾纏態，首次證明了能量時間/偏振同時糾纏的超糾纏光子在真實世界中的可操作性，為開發基于超糾纏光子的量子應用鋪平了道路
科學家 2017年19期2017-10-27
- 幾種典型光子晶體波導器件及應用*
與應用·幾種典型光子晶體波導器件及應用*金偉華1，呂金光2，王維彪2，梁中翥2，秦余欣2，梁靜秋2（1.國家知識產權局專利局專利審查協作北京中心光電部，北京100083；2.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所應用光學國家重點實驗室，長春130033）光子晶體是一種周期性的人工微結構，由不同介電常數的材料在空間周期性排列構成。光子晶體具有光子禁帶和光子局域特性，依據光子晶體結構設計和制作的二維光子晶體器件具有微型化、高集成度和性能優良的優點，在大規模集成
微處理機 2017年2期2017-07-31
- 我國首臺微波光子雷達誕生
制出我國首臺微波光子雷達樣機，并通過外場非合作目標成像測試，獲得國內第一幅微波光子雷達成像圖樣。微波光子雷達以光子為信息載體，利用豐富的光譜資源和靈活的光子技術，能夠更好、更快地產生和處理雷達寬帶信號，具有快速成像、高分辨率和清晰辨識目標的優勢。研究團隊對雷達總體光子架構設計、雷達信號光子產生和光子壓縮處理以及成像算法等關鍵技術進行了攻關，成功實現了對空中隨機目標的快速成像。微波光子雷達可從圖像中辨識如發動機、尾翼、襟翼導軌及其數量等飛機細節。
發明與創新·大科技 2017年7期2017-07-17
- “十光子糾纏”成功實現
同的方法制備糾纏光子源，成功實現“十光子糾纏”，再次刷新了光子糾纏態制備的世界紀錄。多粒子糾纏操縱是量子信息處理基本能力的核心指標。操縱的糾纏光子數目越多，量子信息處理能力就會呈指數級增長，但同時實現的難度也急劇增加。此前，該研究團隊分別實現對五光子、六光子、八光子糾纏的操縱，并系統性地應用于量子通信、量子計算等多個研究方向，如我國發射的全球首顆量子通信實驗衛星。endprint
百科知識 2017年3期2017-03-17
- 光子學第2卷，納米光子結構與材料
rews編本書是光子學系列叢書的第二卷：納米光子結構與材料。本卷內容包含了納米光子學和材料方面的基本原理和應用。納米光子學研究納米尺度的光與物質相互作用，研究人員在納米尺度的光子學領域中探索新的現象。與傳統光子學和電子學相比，納米光子學發展速度遠遠超出預先設想。在這本書討論的專題內容有：微腔光子、冷原子和玻-愛因斯坦凝聚、光顯示、電子紙、石墨烯、集成光子學、液晶、超材料、微納米結構制造、納米材料、納米管、等離子體、量子點、自旋電子學和薄膜光學。各個章節由各
國外科技新書評介 2016年7期2016-05-14
- 異質單周期內對稱光子晶體的光子帶隙特性
異質單周期內對稱光子晶體的光子帶隙特性耿子介溫廷敦許麗萍(中北大學理學院物理系山西 太原030051)摘 要：利用傳輸矩陣法，理論上對由TIO2和SiO2構成的異質單周期內對稱光子晶體的透射譜進行仿真，分別改變入射光的角度、光子晶體介質層數和BA兩層的厚度比，觀察其透射譜，研究發現該結構形成的光子帶隙的位置大小對介質層數的變化不敏感，但對入射角和BA兩層厚度比的變化很敏感,這一研究對于光子晶體的設計具有重要意義.關鍵詞：周期內對稱光子晶體光子帶隙傳輸矩陣濾
物理通報 2016年4期2016-04-19
- 花與末班電車
紀美子 文彭懿譯光子撐著一把紅色的雨傘，沖進了雨霧中。放學回家的途中真的好冷呀！冬天的雨，無聲無息地下個不停?？煨┩０?！光子讓紅傘像水車那樣，滴溜溜地轉著。就在這時，她“哎呀”一聲，不由自主地站住了。原野里，竟然怒放著一朵藍色的花，那似乎是一朵真正的花。這么冷的季節，花早就凋（diāo）謝啦，光子暗想。然而，這確實是一朵真實的花。那嬌嫩的花瓣兒，在雨水的敲擊下，不住地顫抖。光子快步沖過去，把雨傘撐在了它的上面。她沖著這朵花說：“你的伙伴們都已經在土壤中沉睡
小學時代 2016年36期2016-04-11
- 中外合作首次在集成光子芯片上產生偏振糾纏光子對
外合作首次在集成光子芯片上產生偏振糾纏光子對中國科學院西安光學精密機械研究所與加拿大魁北克國立科學研究所、香港城市大學、澳大利亞墨爾本皇家理工大學等單位合作，利用非線性微環諧振腔中橫電波（TE）和橫磁波（TM）模式間的自發四波混頻效應，結合微環諧振腔的濾波選模作用，首次在集成光子芯片上產生了偏振糾纏光子對。糾纏光子對為兩個量子態彼此相關的光子，每個光子的量子態都依賴于另一個光子，對一個光子的測量會影響到與其糾纏的另一個光子。糾纏光子對通常采用自發參量下變頻
軍民兩用技術與產品 2016年3期2016-03-26
- 光子支付：技術能力和安全性
入淺出地介紹一下光子支付的技術過程、特點及優勢？黃薇子：光子支付以光為支付介質，通過智能手機和現有線下支付系統完成支付的創新移動支付整體解決方案。用戶下載支持光子支付業務的應用軟件（簡稱APP）并通過業務開通驗證即可成為光子支付的用戶，無需更換和定制手機。支付時，手機閃光即可完成支付信息的發送，安全快捷。同時，用戶通過光子支付能夠綁定上百個支付賬戶，徹底解決互聯網時代一人多卡和無卡支付的訴求，實現全新的移動支付和消費體驗。光子支付最大化地融入了銀行卡已有的
21世紀商業評論 2015年7期2015-06-30
- 三光子或為人類視覺極限
的受試者眼中發射光子，將能夠最終證明人眼是否能感知單個光子。Holmes在美國物理學會于近期在俄亥俄州哥倫布市召開的一次會議上報告了其研究團隊的這一成果。她同時希望測試人眼是否能夠記錄量子效應，例如一個光子同時出現在兩個地方。研究人員從20世紀40年代便試圖確定人類感知所需的最小光子數量。視網膜中的視桿細胞已知對光線極其敏感。對采自青蛙的單個視桿細胞進行的實驗已經證明，這種細胞能夠對單個光子作出響應。但由于視網膜在處理信息過程中會減少假信號產生的噪音，因此
中國光學 2015年4期2015-05-12
- 人前一句話
飯的工夫，二孬在光子蓋房工地上鬧事，羊凹嶺的人都知道了。人們撂下飯碗，一窩蜂涌到了工地上。二孬騎坐在砌了半人高的墻上，吧唧吧唧地吃著煙，黑著臉，不說話。工程隊的人好話賴話說了一筐，不管用。二孬黑著眉眼，就一句話，叫光子來，我就問光子一句話。干活的人嚷嚷，要找你找去嘛，不要守在工地上，耽誤干活。二孬呸地吐了煙，嗵地蹦下來，指著說話的人罵，憑啥我找？光子不給我一句話，你們就甭想動工。嚷嚷著，就從墻上推下幾塊磚。工頭沒法，又撥了光子手機，叫光子快點來，說活兒沒法
微型小說選刊 2014年10期2014-03-18
- 基于柵格的全局光子圖重建
）基于柵格的全局光子圖重建蔡 鵬, 孔德慧, 尹寶才（北京工業大學計算機學院多媒體與智能軟件技術北京市重點實驗室，北京 100124）基于光子圖的光子映射算法能產生高質量的照片級圖像。對于光照復雜的場景，光子圖需要存儲大量光子以提高生成圖像的質量，這不僅占用大量的內存空間，而且光照估計的時間長。論文提出基于柵格的全局光子圖重建的算法，即在光子包圍盒被柵格化后，其非空柵格中一定比例的光子被用來重建新的光子圖，并保證重建前后柵格內光子能量和守恒，這使得重建前后
圖學學報 2013年4期2013-09-25
- 光子運動的蒙特卡羅方法用于LED燈具設計
充分分析LED燈光子的特點，考慮LED的發光原理和特性，從塑造合理光環璄的要素出發，優化LED的光分布，避免眩光的同時使LED的出射光線更加合理高效，達到照明的要求，理性地將LED應用于各種照明工程中，才能最大限度發揮LED照明的優點，而避免盲目使用所帶來的負面的影響。為了改善傳統LED出射光角度狹小，光強隨角度變化迅速衰減，光譜空間分布不均，邊緣存在嚴重偏色等問題，必須改進LED封裝結構的設計［3］。將LED應用于照明工程中也面臨著一系列的挑戰，例如單顆
照明工程學報 2010年3期2010-08-08
- 光子中醫學在中醫診斷中的應用
菊 劉頌豪關鍵詞光子中醫學中醫診斷學中醫現代化光子學是研究以光子作為信息載體和能量載體的科學，主要研究光子的產生、傳輸、控制、探測及其與物質的相互作用，是繼電子學、光電子學之后發展起來的一個近代尖端高新技術科學領域。光子中醫學是指在中醫理論指導下，應用光子學的理論和技術對中醫學診斷、治療、預防、康復、保健等方面的方法和效應進行定性、定量或半定量研究，以揭示光子運動規律中醫屬性的學科。為建立符合現代科學發展水平的中醫學理論體系發揮重要作用，由劉頌豪院士與鄧鐵
浙江中醫雜志 2004年3期2004-11-20