光子
- 基于光子数可分辨探测器的单脉冲光子数检测
华大学 理学院 光子学实验室，上海 201620)引 言在诸如量子通信系统[1]、激光测距[2]、超快光谱学[3]等领域中，利用光子数可分辨的单光子探测器实现对单个或者多个光子的精确识别是其不可缺少的核心技术之一。目前，主流的超导单光子探测器有以下几种：超导纳米线单光子探测器(superconducting nanowire single photon detector,SNSPD)[4-5]、超导转边缘探测器(transition edge sensor
激光技术 2022年1期2022-01-19
- 静电场中正负电荷吸引与排斥原因的探究
提出的静电场是虚光子场的理论,使我们对静电场库伦力的产生有了初步认识,但这一理论仍没对异性电荷相吸、同性电荷相斥的原因予以清晰解答。本文尝试通过分析电荷的虚光子场特性解答这一问题。1 电荷差异性原因分析1.1 虚光子形成静电场先分析一般的光子。光是电磁波,是横波,不同频率的光不同;同一频率的光也不同,只要有相差就相互干涉,相位差为π时,干涉使他们引起的电磁空间效果为零,而当相位差为2π的整数倍时,则他们引起的电磁空间效果增强。虚光子是不可直接观测的光子,是
探索科学(学术版) 2021年10期2021-11-07
- 光子的量子波动方程
场由大量不连续的光子构成,电磁场的最低能量激发对应一个光子态,较高能量激发对应多个光子态. 因此量子化后的电磁场解释了光子的存在. 同时,量子理论认为所有粒子均具有波粒二象性. 文献[3-5]研究表明,由于光子作为相对论性粒子,不具有Schrödinger方程所描述非相对论粒子的波动特性,因此不存在光的波函数和几率密度. 其中,电子与光子间的关键区别在于光子的局域问题,电子可处于位置本征态,而光子不能处于位置本征态,但自由空间电磁场的能量密度可表示为一个局
吉林大学学报（理学版） 2021年2期2021-03-23
- 关于介质中光子动量的探讨
时，给出了如下的光子能量和动量公式式中h是普朗克常数，ν和λ分别是光子的频率和波长.高中学习经常需要判断光从真空进入介质速度、频率和波长的变化情况，而光子的动量与光的波长成反比，因此，学生自然会提出光从真空进入介质光子的动量如何变化的问题.当下的教辅资料中也有这样的问题.那么，光从真空进入介质，光子的动量到底如何变化呢？2 已有观点及评析2.1 学生中的观点对于这个问题，学生中存在两种相反的观点.介质的折射率n>1，所以光子的动量增大.常见的教辅资料中也持
物理通报 2021年2期2021-02-22
- 基于蒙特卡罗方法的水体光场传输特性研究∗
输规律。2 方法光子在水体中的传播规则采用概率分布来描述。如图1是蒙特卡罗方法水体散射仿真流程图，单个光子首先被初始化统一权重，设置光子步长，并在坐标系中移动它。图1 蒙特卡罗方法水体散射仿真流程图若光子到达水体边缘，检查其内部反射的几率，并决定其是继续留在水体内还是离开水体。若其在内部反射，则需修改其运动方向，继续运动；否则，光子离开水体，记录为反射（透射）。在每运动一个步长，计算光子由于水体的吸收造成的权重衰减，并记录在该处水体吸收矩阵中。剩下的光子权
舰船电子工程 2020年12期2021-01-19
- 纠缠光子源的性能模型与实验实现
算的物理体系包括光子[9,10]、离子阱[11]、超导[12]、原子[13]、量子电动力学腔[14]和核磁共振[15]等，而光量子计算以光子来实现量子比特的编码，通过光学元器件来操控并测量量子比特的状态，从而实现量子计算的过程。相对于其它的物理系统，光量子系统的优势在于可以快速地传播，相干时间长，性质稳定，不易受外界干扰，并且操控十分方便，因此是量子计算研究中的一个重要方向。一套完整的光量子计算装置分为纠缠光子源(光量子比特)的制备、操控和探测3个部分。纠
计算机工程与科学 2020年10期2020-11-05
- 光子增加双模压缩真空态在马赫-曾德尔干涉仪相位测量中的应用*
本文研究了一般光子增加双模压缩真空态作为马赫-曾德尔干涉仪的探测态时， 在何种情况下能够提高待测相位的测量精度. 根据量子Fisher信息理论， 尽管在探测态具有相同的平均光子数这一约束条件下， 对称的和非对称的光子增加操作并不能提高相位的测量精度. 但若是在给定初始压缩参数的情况下， 对称的和非对称的光子增加操作却能够增强相位的测量精度. 另外， 基于宇称测量的研究结果表明， 对于对称光子增加双模压缩真空态， 只有当待测相位趋于零时， 宇称测量才是最优
物理学报 2020年12期2020-07-04
- 一种基于光子计数激光雷达的去噪方法
并进行三维成像。光子计数型激光雷达引入单光子探测器件和时间相关单光子计数(TCSPC)技术，使系统具有探测极微弱光信号的能力和皮秒量级的时间分辨率。激光雷达的噪声大致分为3类：探测器噪声、放大器噪声、背景的辐射噪声。随着制造工艺和致冷方式的进步，探测器噪声和放大器噪声得到有效抑制，所以如何抑制背景噪声，改善激光雷达在低信噪比下的成像质量成为关键问题[1-2]。文献[3]中将目标漫反射回的激光信号均分为2路，分别送至雪崩光电二极管(APD)中进行探测，2个A
舰船电子对抗 2019年4期2019-09-10
- 八光子纠缠态制备方案
次在实验上完成三光子GHZ态的制备[2]，在该方案中使用了两对纠缠光子对，得到两种情况的三光子纠缠态，把这两种情况相干叠加，得到三光子GHZ态。Walther P等在实验上首次制备出了四光子簇态，并利用它对one-way量子计算方法进行了验证[3]，这在光量子信息处理上是非常有意义的。丁东等提出了一个用三对纠缠光子制备六光子超纠缠态制备方案[4]，实现了对包含偏振纠缠和空间纠缠的六光子超纠缠态的制备。徐凭对传统的两光子极化纠缠态的制备过程加以改进，并成功地
微处理机 2019年2期2019-05-08
- 首个三光子颜色纠缠W 态问世
究人员首次让三个光子的颜色相互纠缠，构建出一种名为W 态的量子力学状态。在这种状态下，即使三个光子中一个光子“走丢了”，有些纠缠态仍会保存下来，因此有望应用于量子通信领域。而且，研究人员称，这种纠缠态也使新奇的量子应用和基础物理测试成为可能。为了创造出这种状态，伊利诺伊大学香槟分校的研究人员将激光照射进玻璃纤维。通过一个名为“自发四波”混合的过程——四个激光光子与光纤相互作用，然后湮灭——产生两对不同颜色的光子（例如，两对红色和绿色光子）。这四个光子被用来
发明与创新 2019年41期2019-04-14
- 首个三光子颜色纠缠W态问世
究人员首次让三个光子的颜色相互纠缠，构建出一种名为W态的量子力学状态。在这种状态下，即使三個光子中一个光子“走丢了”，有些纠缠态仍会保存下来，因此有望应用于量子通信领域。而且，研究人员称，这种纠缠态也使新奇的量子应用和基础物理测试成为可能。为了创造出这种状态，伊利诺伊大学香槟分校的研究人员将激光照射进玻璃纤维。通过一个名为“自发四波”混合的过程——四个激光光子与光纤相互作用，然后湮灭——产生两对不同颜色的光子（例如，两对红色和绿色光子）。这四个光子被用来构
发明与创新·大科技 2019年11期2019-03-07
- 量子世界的加减法
津津有味：原子、光子、量子跃迁、量子纠缠……我们每时每刻都生活在量子世界(尽管我们很少觉察到这一点)，以量子物理和半导体技术为基础的电子计算机和互联网通信是我们这个时代的标志之一.量子世界到底有什么不同于经典世界的神奇之处？两个如何过渡或共存？这个问题，伟大的阿尔伯特-爱因斯坦跟尼尔斯-玻尔为此一辈子争吵不休，现在的物理学家天天忙着研究这个问题.这些研究不断的带给我们惊奇，比如最近发现候鸟飞行器官和绿叶光合作用原来都有神秘的量子效应发挥着意想不到的作用，比
数理化解题研究 2019年6期2019-02-19
- 用多个光子晶体实现量子纠缠态的稳定性
解决的关键问题.光子晶体的折射率可发生周期性变化[13-14], 光波在其中传播时, 某些频率的光波受到抑制, 从而形成光子禁带或带隙[15], 类似于半导体材料中电子的能带结构. 光子晶体中的缺陷在带隙中产生缺陷态, 从而形成光子的局域化[16]， 这些特性使光子晶体可制作微腔、 光子晶体激光器、 光学滤波器、 光子二极管、 光开关和光波导等光学器件[17-18].本文用多个光子晶体实现量子纠缠态的稳定性. 计算结果表明： 对两光子和三光子纠缠态, 当叠
吉林大学学报（理学版） 2018年5期2018-10-09
- 解释暗物质的暗光子可能不存在
没有发现被称为暗光子的神秘粒子的蛛丝马迹，表明暗光子可能并不存在。暗光子是假想的普通光粒子的“双胞胎粒子”，如果它们存在，将是解释暗物质存在的一種方式。不过，这项研究的负责人、加州大学伯克利分校物理学家霍尔格·穆勒说：“新测量强烈排除了某些质量暗光子存在的可能性。”研究人员解释称，如果暗光子存在，它也像光子一样是一种电磁力载体，光子在普通物质的带电粒子之间工作，而暗光子会使暗物质粒子之间的电磁相互作用成为可能。
科学导报 2018年29期2018-05-14
- 光子的旋量波动方程
2)目前, 关于光子局域化与光子波函数的关系已引起人们广泛关注[1-4]. 文献[5]研究表明, 光子局域化问题与光子位置算符密切相关; 文献[6-7]研究表明, 用Riemann-Silberstein(RS)矢量可描述光子波函数; 文献[8-9]研究表明, 在量子场论中,可用Klein-Gordon描述自旋为0的Boson标量波动方程; 文献[10]研究表明, 用Proca方程描述自旋为1的Boson矢量波动方程; 文献[11]研究表明, 可用Dira
吉林大学学报（理学版） 2018年2期2018-03-27
- 基于自发参量下转换源二阶激发过程产生四光子超纠缠态∗
实际物理系统是由光子构成的光学系统[1,2],其中最简单、最重要的纠缠资源是成对的纠缠光子.作为一种非线性光学过程,自发参量下转换是指一束短脉冲紫外光子入射到非线性晶体BBO(β-barium-borate)上产生两个纠缠光子的现象[3−5],对应的这两个光子分别称为信号光子和休闲光子.自发参量下转换过程分为两类,在第一类中产生的信号光子和休闲光子的偏振方向相同,在第二类中产生的信号光子和休闲光子的偏振方向相互垂直.这里,以第二类自发参量下转换过程为例,其
物理学报 2018年6期2018-03-26
- 我国科学家首次实现十光子纠缠
科学家首次实现十光子纠缠中国科学技术大学的科学家制备出了综合性能最优的纠缠光子源，在世界上首次成功实现了十光子纠缠，打破了之前由该校保持了多年的八光子纪录，再次刷新了多光子纠缠态制备的世界纪录。该LED由石墨烯、氮化硼，以及过渡金属硫化物等材料的薄层叠加在一起构成，具有较高的可调谐性、自由设计空间，以及综合集成能力。该项研究成果使量子通讯距离现实应用更近了一步。(新 华)多粒子纠缠操纵是量子信息处理基本能力的核心指标之一，能够操纵的纠缠光子数目的增加，往往
军民两用技术与产品 2017年1期2017-12-18
- 光子的波粒二象性与光子的旋转
541100）光子的波粒二象性与光子的旋转黄宁海（桂林慧文科技有限公司，广西 桂林 541100）假定光子沿x轴方向运动，通过与同心球体旋转的类比，推测光子绕其自旋轴自旋，自旋方向是周期性变化的（光子的自旋轴绕y轴恒速旋转）。由马格努斯效应可知，在与光子的自旋轴和光子轨道运动方向（光子轨道切线方向）组成的平面相垂直的方向上将产生一个作用于光子的横向力F。横向力F与光子自旋角动量在z轴的分量成正比，即横向力F和光子自旋轴与xOy平面夹角的正弦函数值成正比（
科技与创新 2017年13期2017-11-30
- 奥地利Austria四维超纠缠态光子室外首次传输成功
间传送了超纠缠态光子，首次在实验室以外的现实世界证明了超纠缠态光子传输的可行性。发表在最新一期《自然·通讯》杂志的这一研究成果，向实现基于卫星系统快速安全传输量子信息的全球化量子网络迈出了重要一步。研究发现，尽管大气涡旋导致超纠缠光子的传输效率变化无常，且有大约一半的光子被光学器件吸收而失踪，但每秒仍能检测到2万对光子在相距1200米处保持超纠缠态，首次证明了能量时间/偏振同时纠缠的超纠缠光子在真實世界中的可操作性，为开发基于超纠缠光子的量子应用铺平了道路
科学家 2017年19期2017-10-27
- 几种典型光子晶体波导器件及应用*
与应用·几种典型光子晶体波导器件及应用*金伟华1，吕金光2，王维彪2，梁中翥2，秦余欣2，梁静秋2（1.国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心光电部，北京100083；2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，长春130033）光子晶体是一种周期性的人工微结构，由不同介电常数的材料在空间周期性排列构成。光子晶体具有光子禁带和光子局域特性，依据光子晶体结构设计和制作的二维光子晶体器件具有微型化、高集成度和性能优良的优点，在大规模集成
微处理机 2017年2期2017-07-31
- 我国首台微波光子雷达诞生
制出我国首台微波光子雷达样机，并通过外场非合作目标成像测试，获得国内第一幅微波光子雷达成像图样。微波光子雷达以光子为信息载体，利用丰富的光谱资源和灵活的光子技术，能够更好、更快地产生和处理雷达宽带信号，具有快速成像、高分辨率和清晰辨识目标的优势。研究团队对雷达总体光子架构设计、雷达信号光子产生和光子压缩处理以及成像算法等关键技术进行了攻关，成功实现了对空中随机目标的快速成像。微波光子雷达可从图像中辨识如发动机、尾翼、襟翼导轨及其数量等飞机细节。
发明与创新·大科技 2017年7期2017-07-17
- “十光子纠缠”成功实现
同的方法制备纠缠光子源，成功实现“十光子纠缠”，再次刷新了光子纠缠态制备的世界纪录。多粒子纠缠操纵是量子信息处理基本能力的核心指标。操纵的纠缠光子数目越多，量子信息处理能力就会呈指数级增长，但同时实现的难度也急剧增加。此前，该研究团队分别实现对五光子、六光子、八光子纠缠的操纵，并系统性地应用于量子通信、量子計算等多个研究方向，如我国发射的全球首颗量子通信实验卫星。endprint
百科知识 2017年3期2017-03-17
- 光子学第2卷，纳米光子结构与材料
rews编本书是光子学系列丛书的第二卷：纳米光子结构与材料。本卷内容包含了纳米光子学和材料方面的基本原理和应用。纳米光子学研究纳米尺度的光与物质相互作用，研究人员在纳米尺度的光子学领域中探索新的现象。与传统光子学和电子学相比，纳米光子学发展速度远远超出预先设想。在这本书讨论的专题内容有：微腔光子、冷原子和玻-爱因斯坦凝聚、光显示、电子纸、石墨烯、集成光子学、液晶、超材料、微纳米结构制造、纳米材料、纳米管、等离子体、量子点、自旋电子学和薄膜光学。各个章节由各
国外科技新书评介 2016年7期2016-05-14
- 异质单周期内对称光子晶体的光子带隙特性
异质单周期内对称光子晶体的光子带隙特性耿子介温廷敦许丽萍(中北大学理学院物理系山西 太原030051)摘 要：利用传输矩阵法，理论上对由TIO2和SiO2构成的异质单周期内对称光子晶体的透射谱进行仿真，分别改变入射光的角度、光子晶体介质层数和BA两层的厚度比，观察其透射谱，研究发现该结构形成的光子带隙的位置大小对介质层数的变化不敏感，但对入射角和BA两层厚度比的变化很敏感,这一研究对于光子晶体的设计具有重要意义.关键词：周期内对称光子晶体光子带隙传输矩阵滤
物理通报 2016年4期2016-04-19
- 花与末班电车
纪美子 文彭懿译光子撑着一把红色的雨伞，冲进了雨雾中。放学回家的途中真的好冷呀！冬天的雨，无声无息地下个不停。快些停吧！光子让红伞像水车那样，滴溜溜地转着。就在这时，她“哎呀”一声，不由自主地站住了。原野里，竟然怒放着一朵蓝色的花，那似乎是一朵真正的花。这么冷的季节，花早就凋（diāo）谢啦，光子暗想。然而，这确实是一朵真实的花。那娇嫩的花瓣儿，在雨水的敲击下，不住地颤抖。光子快步冲过去，把雨伞撑在了它的上面。她冲着这朵花说：“你的伙伴们都已经在土壤中沉睡
小学时代 2016年36期2016-04-11
- 中外合作首次在集成光子芯片上产生偏振纠缠光子对
外合作首次在集成光子芯片上产生偏振纠缠光子对中国科学院西安光学精密机械研究所与加拿大魁北克国立科学研究所、香港城市大学、澳大利亚墨尔本皇家理工大学等单位合作，利用非线性微环谐振腔中横电波（TE）和横磁波（TM）模式间的自发四波混频效应，结合微环谐振腔的滤波选模作用，首次在集成光子芯片上产生了偏振纠缠光子对。纠缠光子对为两个量子态彼此相关的光子，每个光子的量子态都依赖于另一个光子，对一个光子的测量会影响到与其纠缠的另一个光子。纠缠光子对通常采用自发参量下变频
军民两用技术与产品 2016年3期2016-03-26
- 光子支付：技术能力和安全性
入浅出地介绍一下光子支付的技术过程、特点及优势？黄薇子：光子支付以光为支付介质，通过智能手机和现有线下支付系统完成支付的创新移动支付整体解决方案。用户下载支持光子支付业务的应用软件（简称APP）并通过业务开通验证即可成为光子支付的用户，无需更换和定制手机。支付时，手机闪光即可完成支付信息的发送，安全快捷。同时，用户通过光子支付能够绑定上百个支付账户，彻底解决互联网时代一人多卡和无卡支付的诉求，实现全新的移动支付和消费体验。光子支付最大化地融入了银行卡已有的
21世纪商业评论 2015年7期2015-06-30
- 三光子或为人类视觉极限
的受试者眼中发射光子，将能够最终证明人眼是否能感知单个光子。Holmes在美国物理学会于近期在俄亥俄州哥伦布市召开的一次会议上报告了其研究团队的这一成果。她同时希望测试人眼是否能够记录量子效应，例如一个光子同时出现在两个地方。研究人员从20世纪40年代便试图确定人类感知所需的最小光子数量。视网膜中的视杆细胞已知对光线极其敏感。对采自青蛙的单个视杆细胞进行的实验已经证明，这种细胞能够对单个光子作出响应。但由于视网膜在处理信息过程中会减少假信号产生的噪音，因此
中国光学 2015年4期2015-05-12
- 人前一句话
饭的工夫，二孬在光子盖房工地上闹事，羊凹岭的人都知道了。人们撂下饭碗，一窝蜂涌到了工地上。二孬骑坐在砌了半人高的墙上，吧唧吧唧地吃着烟，黑着脸，不说话。工程队的人好话赖话说了一筐，不管用。二孬黑着眉眼，就一句话，叫光子来，我就问光子一句话。干活的人嚷嚷，要找你找去嘛，不要守在工地上，耽误干活。二孬呸地吐了烟，嗵地蹦下来，指着说话的人骂，凭啥我找？光子不给我一句话，你们就甭想动工。嚷嚷着，就从墙上推下几块砖。工头没法，又拨了光子手机，叫光子快点来，说活儿没法
微型小说选刊 2014年10期2014-03-18
- 基于栅格的全局光子图重建
）基于栅格的全局光子图重建蔡 鹏, 孔德慧, 尹宝才（北京工业大学计算机学院多媒体与智能软件技术北京市重点实验室，北京 100124）基于光子图的光子映射算法能产生高质量的照片级图像。对于光照复杂的场景，光子图需要存储大量光子以提高生成图像的质量，这不仅占用大量的内存空间，而且光照估计的时间长。论文提出基于栅格的全局光子图重建的算法，即在光子包围盒被栅格化后，其非空栅格中一定比例的光子被用来重建新的光子图，并保证重建前后栅格内光子能量和守恒，这使得重建前后
图学学报 2013年4期2013-09-25
- 光子运动的蒙特卡罗方法用于LED灯具设计
充分分析LED灯光子的特点，考虑LED的发光原理和特性，从塑造合理光环璄的要素出发，优化LED的光分布，避免眩光的同时使LED的出射光线更加合理高效，达到照明的要求，理性地将LED应用于各种照明工程中，才能最大限度发挥LED照明的优点，而避免盲目使用所带来的负面的影响。为了改善传统LED出射光角度狭小，光强随角度变化迅速衰减，光谱空间分布不均，边缘存在严重偏色等问题，必须改进LED封装结构的设计［3］。将LED应用于照明工程中也面临着一系列的挑战，例如单颗
照明工程学报 2010年3期2010-08-08
- 光子中医学在中医诊断中的应用
菊 刘颂豪关键词光子中医学中医诊断学中医现代化光子学是研究以光子作为信息载体和能量载体的科学，主要研究光子的产生、传输、控制、探测及其与物质的相互作用，是继电子学、光电子学之后发展起来的一个近代尖端高新技术科学领域。光子中医学是指在中医理论指导下，应用光子学的理论和技术对中医学诊断、治疗、预防、康复、保健等方面的方法和效应进行定性、定量或半定量研究，以揭示光子运动规律中医属性的学科。为建立符合现代科学发展水平的中医学理论体系发挥重要作用，由刘颂豪院士与邓铁
浙江中医杂志 2004年3期2004-11-20