一种产生亚泊松光场的可能途径

本文揭示了单模激光的一个新特点:在一定的泵浦条件下能诱导具有亚泊松光子统计的非经典光场.由此提出了一种产生亚泊松光场的可能途径.     

一种脉冲星信号模拟新方法

在脉冲星导航地面实验中,为解决地面无法接收脉冲星辐射的X射线信号的问题,必须在实验系统中模拟脉冲星辐射信号. 本文提出两种全新脉冲星信号模拟方法. 第一种方法基于统计物理模型,该方法克服了常用泊松模型模拟方法中仿真适应性窄、仿真速度慢和时间分辨率低等不足,实现了对任意随机过程的脉冲信号进行快速高时间分辨率的仿真;第二种方法基于优化统计模型,该方法针对非齐次泊松过程信号的特性进行优化,仿真速度比常用泊松模型模拟方法提高至少30 倍,对于低流量脉冲星,甚至提高4个数量级,可实现纳秒级时间分辨率仿真. 关键词： 脉冲星导航 非齐次泊松过程 X射线光子信号     

双模最小关联混态的量子统计性质

研究了双模最小关联混态在不同参数情况下的量子统计性质.发现在一定的参数范围内双模最小关联混态的二阶相干性违反经典的Cauchy-Schwartz不等式,呈现非经典性相关;同时对双模最小关联混态的压缩特性、亚泊松分布等非经典性质进行了分析,通过数值计算得出,每模光子的压缩性及其亚泊松分布均与参数d的取值密切相关.     

超辐射中的亚泊松光子统计

本文利用推广的Jaynes-Cummings模型描述N个二能级原子的超辐射,得到了辐射场的二阶关联函数的一般表达式。并进而用于缓变耦合情况,着重研究了共振情况下由超泊松光场演化成亚泊松光场的初始条件。作为例子,讨论了推广相干态及压缩相干态的演化条件。最后提出了利用相干态光场观察亚泊松光子统计的实验建议。     

非线性Trio-相干态的非经典特性

引入了非线性Trio-相干态,讨论了该量子态的完备性及其光子数统计分布和Cauchy-Schwarz不等式.结果表明,该量子态是超完备的,并且存在亚泊松统计分布和违背Cauchy-Schwarz不等式等非经典特性.     

光场算符n次幂叠加激发混沌场的量子特性

构造了光场算符n次幂叠加激发混沌场,采用数值计算方法研究了该量子态的压缩效应、反聚束效应和统计性质,讨论了混沌场平均光子数、算符叠加系数及其幂次n对量子特性的影响.研究结果表明:光场算符n次幂叠加激发混沌场不呈现压缩效应,但呈现出反聚束效应和亚泊松分布性质,并且随平均光子数增大,它的反聚束效应和亚泊松分布性质减弱;随着算符组合部分中产生算符的比重增大,光场反聚束效应和亚泊松分布性质增强;随着算符幂次增大,亚泊松分布性质加强.     

光子图像中基于广义似然比检验的目标探测方法

在光子噪声受限条件下的图像中,其信号和噪声均服从泊松分布并呈现散粒状态,且由于该图像信噪比较低,目标难以被探测和识别,为此提出一种基于统计理论和广义似然比检验(GLRT)的目标探测方法来解决该条件下的目标探测问题。该方法在仅有目标物灰度图像已知的情况下,使用泊松分布概率函数和广义似然比检验方法得到统计判决公式,通过该公式计算原始图像中各个位置的检验器值,对光子图像进行目标探测。仿真和实验结果表明,该方法具有较好的目标探测性能,验证了算法的有效性和实用性。     

激发奇偶q相干态的统计性质

构造了激发奇q相干态a+mqα〉oq和激发偶q相干态a+mqα〉eq,并通过数值计算研究了参数q和m对平均光子数、亚泊松特性和反聚束效应等统计性质的影响.结果表明:当q偏离1较远时,二阶q相干函数出现振荡现象,其振幅和周期与m无关;平均光子数和MandelQq参数都随着m的增大而急剧增大;只要不是q→1,亚泊松特性和反聚束效应两者是不等价的.     

生物光子的物理特性及其生物学意义

生物光子是指活生物体内的(或由生物体发出的 )弱光子. 现在生物光子发射已是人们公认的普遍现象,它的强度在几个到几百个光子 /s·cm2. 生物体内的弱光子起源于体内的非定域的相干电磁场,是受生物体内相干场调节的. 文章介绍了生物光子的非线性、生物体受激发后再发光的双曲线式的衰减过程以及生物光子计数概率的统计分布服从泊松分布和亚泊松分布等实验结果,就生物光子场的相干性及其在细胞通讯、进而在生物调节上的重要作用进行了阐述,从物质结构与光子场相互作用的角度对生物光子的发生及其生物学意义进行了一些讨论.     

量子拍激光：双模亚泊松光

在Λ型量子拍系统中再引入原子相干，可以产生明亮的双模亚泊松光.运用Scully-Lamb理论计算了MandelQ因子.当相对相位和相对振幅的量子噪声被抑制到真空噪声水平时，平均模呈现亚泊松光子分布；或者当平均相位和平均振幅的量子噪声被抑制到真空噪声水平时，相对模呈现亚泊松光子分布，MandelQ因子的最佳值均可达到-0.5；并且，在上述两种情况下，每个关联自发辐射激光模呈现亚泊松光子分布，MandelQ因子的最佳值均可达到-0.25. 关键词：     

光子成像静止点目标的管道滤波探测方法

构建了具有单光子成像能力的光子成像系统,提出应用管道滤波方法实现对光子受限静止点目标的探测。分析了光子图像静止点目标与点状噪声特征,根据静止点目标在序列图像中位置的确定性以及噪声点的不相关性,研究了基于管道滤波的光子成像静止点目标探测方法。为降低目标探测的虚警概率,优化了管道滤波直径。以实验采集得到的多组光子图像序列为样本,获得了探测概率、虚警概率与信号光子数、噪声光子数、管道长度以及检测阈值的关系。检测结果显示,对信号与噪声的平均发生率为0.4和5.215的序列图像,当管道长度为9、检测阈值为2时,探测概率达0.9以上且虚警概率〈0.08。对比多组图像序列的检测结果表明,影响探测概率的主要参数是信号光子数,而影响虚警概率的主要参数是噪声光子数。     

光子计数成像研究

从APD阵列的响应特性出发,利用随机点的统计学描述,建立了光子计数成像的一维点过程数学模型。通过对光子事件发生时间统计特性的描述,分析了光子密度、门控时间、雪崩光电二极管恢复时间等因素对光子计数成像质量的影响。并采用蒙特卡罗方法,对近红外波段不同光子密度条件下多种计数间隔的成像质量进行了仿真,给出了仿真结果。     

基于离散泊松方程解的相位展开方法

提出了基于离散泊松方程解的相位展开方法，针对被测件表面疵病(阴影、断裂、孔洞、噪声等)奇异点所产生的相位跳变和截断，建立了相位展开算法模型；引入离散余弦变换求解具有诺埃曼边界条件的离散泊松方程，得到最小二乘意义下的展开相位解。经实验证明，该方法能够消除干涉图奇异点相位跳变，消除传统相位展开法所产生的“跳序”和“拉线”现象，恢复真实相位。     

一种新的X射线脉冲星信号模拟方法

由于无法在地面直接观测到X射线脉冲星信号, 且空间飞行探测耗时长, 成本高, 模拟具有真实物理特征的X射线脉冲星信号对X射线脉冲星信号处理方法及导航方案的验证具有重要意义. 本文提出了一种利用太阳系质心处脉冲星信号模型和航天器轨道信息, 建立航天器处实时光子到达速率函数, 再利用尺度变换法产生光子到达时间序列的脉冲星信号模拟新方法. 该方法真实还原了脉冲星信号的频率缓变特性, 考虑了动态探测环境下的相对论效应, 且避免了现有模拟航天器处光子序列方法中的迭代过程, 产生非齐次泊松光子到达时间序列的运算量也低于常用的齐次泊松过程筛选法和反函数递推法. 数值仿真从频率特性、流量特性、轮廓相似度及与实测数据的接近程度四个方面验证了该模拟方法的正确性.     

基于背景粗糙度估计的红外目标检测算法

在分析海天背景下目标红外图像特征的基础上,提出了一种基于背景粗糙度估计的红外目标自适应检测算法.该算法利用LOG算子进行目标基本轮廓检测,将目标的中心点作为区域生长的种子点,通过背景粗糙度估计自适应确定LOG算子参量,完成目标图像分割.与传统检测方法比较,采用该处理方法进行小目标检测及识别过程的预处理,可以有效地减少运算量,提高检测速度,抑制对不必要的种子点进行区域生长,提高了目标的检测概率.     

Homological properties of certain Generalized Jacobian Poisson Structures in dimension 3

The unimodularity condition for a Poisson structure (i.e., a Poisson structure with a trivial modular class) induces a Poincaré duality between its Poisson homology and its Poisson cohomology. Therefore, information about the Poisson homology of this kind Poisson structures induces by duality information about its Poisson cohomology and vise versa. However, it is not longer true in the case of a non-trivial modular class, which is the case of Generalized Jacobian Poisson Structures (GJPS). In this paper, certain GJPS are considered in dimension 3 and the properties of their Poisson homological groups and their Poisson cohomological groups are obtained. More precisely, under some assumptions, the Poincaré series of these Poisson homological groups are obtained, and these Poisson cohomological groups are computed explicitly, except the second group, which seems to be more complicated to obtain.     

二项-负二项组合光场态的光子统计性质及其在量子扩散通道中的生成

在组合二项-负二项分布的基础上, 提出了二项-负二项组合光场态, 这种态能在Fock态历经量子扩散通道的过程中实现. 导出了此光场的二阶相干度公式, g⁽²⁾(t) =2-((m²+m)/(m+κt²)), 发现随着时间的推移光场从非经典Fock态变为经典态, 光子数m 经扩散通道后变成了 m+κt, κ是扩散常数, 相应的光子统计从亚泊松分布历经泊松分布再变成混沌光; 初始Fock态的光子数越多, 则扩散所需的时间越长.     

基于双向反射函数的水下激光引信回波仿真方法

针对鱼雷激光近炸引信探测水下近场目标的需求,开展了水下激光引信回波蒙特卡洛仿真方法研究.结合水下激光引信探测特点建立水下目标回波的蒙特卡洛仿真模型.为了提高水中非朗伯目标表面回波仿真的准确度,推导了基于双向反射函数的光子反射方向概率分布,根据概率分布随机抽样光子反射方向.仿真了不同距离和入射角度条件下的水中目标回波信号.仿真结果表明:目标回波幅度随目标距离和入射角度的增大迅速下降,目标距离在6~12m内变化时,信号峰值动态范围为11.5dB;目标距离为8m,激光入射角在0~45°内变化时,信号峰值动态范围为9.2dB.为验证仿真方法的正确性,在水池中进行水中目标蓝绿激光探测实验,实验结果和仿真结果一致.研究成果可为解决传统蒙特卡洛方法在水中非朗伯面目标回波仿真中的适用性问题及水下激光引信优化设计提供参考.     

三次谐波系统在混沌状态下光场的统计特性

数值分析了三次谐波系统在混沌状态下光场的统计特性。三次谐波混沌状态下光场统计服从超泊松分布,谐波光场涨落皆大于基波光场涨落,这种光场涨落随系统最大李亚普诺夫指数增大而无规律地发生起伏变化。