脉冲半导体激光器时基脉冲的实验对比测量

以脉冲半导体激光器为例，对3种测量激光脉冲时基抖动技术进行了对比实验。这3种测量技术分别是：基于宽带取样示波器的时基抖动测量技术;基于相位比较检相器的相位噪声测量技术和基于频谱仪的谐波频谱分析技术。对比研究发现：基于宽带取样示波器的时基抖动测量技术适用于脉冲宽带及脉冲抖动较大的光脉冲；基于频谱仪的谐波频谱分析技术适用于低重复频率光脉冲的抖动测量；基于相位比较检相器的相位噪声技术测量精度高、动态范围大、结果可靠，对于高重复频率的超短光脉冲，建议选用相位噪声测量技术测量激光脉冲的时基抖动。     

高功率光纤激光器中ASE噪声的测量方法（英）

高峰值功率脉冲光纤激光器在激光雷达系统中有着广泛的应用。然而,光纤激光器中放大自发辐射噪声（ASE）严重影响了系统的探测性能。提出一种测量高峰值功率脉冲光纤激光器中ASE噪声的方法。在该方法中,首先对高峰值功率的激光脉冲衰减,然后在时域分别测量和计算ASE噪声和激光脉冲的相对能量。给出了光纤激光器在驱动电流分别为6 A,7 A和8 A时衰减后的ASE噪声廓线以及ASE噪声占激光脉冲能量的比例。     

高功率光纤激光器中ASE噪声的测量方法（英文）

高峰值功率脉冲光纤激光器在激光雷达系统中有着广泛的应用。然而,光纤激光器中放大自发辐射噪声(ASE)严重影响了系统的探测性能。提出一种测量高峰值功率脉冲光纤激光器中ASE噪声的方法。在该方法中,首先对高峰值功率的激光脉冲衰减,然后在时域分别测量和计算ASE噪声和激光脉冲的相对能量。给出了光纤激光器在驱动电流分别为6A,7A和8A时衰减后的ASE噪声廓线以及ASE噪声占激光脉冲能量的比例。     

基于双谱的脉冲星累积脉冲轮廓时间延迟测量

为提高脉冲星辐射脉冲到达时间的测量精度，提出了基于双谱的脉冲星累积脉冲轮廓时间延迟测量算法.理论上，双谱可以完全抑制加性高斯白噪声.通过进行自双谱与互双谱的比对及求解极值点，推导出时间延迟测量公式.实验结果表明，基于双谱的时间延迟测量算法可以有效抑制高斯白噪声，当累积脉冲轮廓观测值存在噪声项时，基于双谱的累积脉冲轮廓时间延迟测量精度优于泰勒提出的功率谱算法. 关键词： 脉冲星 脉冲到达时间 累积脉冲轮廓时间延迟 双谱     

利用共振无源腔分析和抑制飞秒脉冲激光噪声的理论和实验研究

理论分析了共振无源腔对飞秒脉冲激光的强度和相位噪声的转化模型,分析表明,通过测量无源腔透射场或者反射场相对于输入场强度噪声的变化,可以间接得到输入场飞秒脉冲激光的相位噪声.在此基础上设计了精细度约为1500、自由光谱区为75 MHz的八镜环形共振无源腔,并测量了钛宝石锁模激光经过该共振无源腔后透射场和反射场强度噪声的变化.实验观察到,飞秒脉冲激光经过无源腔透射后,强度噪声特性得到较好改善,在探测频率2 MHz附近达到散粒噪声极限.同时,结合共振无源腔对激光强度和相位噪声的转化模型,间接给出了钛宝石锁模激光的相位噪声及无源腔对相位噪声的有效抑制作用.     

用高动态范围的相关器研究强激光脉冲的噪声分布

建立了一台动态范围大于１０＾７的三阶相关装置,利用它对习飞秒放大激光脉冲的背景强度的时间分布进行了测量。测量结果显示,在激光主脉冲的前后,分别存在有强度为主脉冲强度的１０＾－５倍的本底噪声。     

利用相关技术测量激光脉冲的对比度

研究了在放大激光脉冲的噪声测量中，二阶相关技术和三阶相关技术的差别。理论分析显示，三阶相关技术不仅可以显示噪声脉冲的正确位置，而且具有比二阶相关技术更高的测量精度，数值计算也验证了这一点。     

氦氖激光纵模脉冲检测及其数据处理

在分析常用低噪声快速光电探测器的基础上,选择PIN光电二极管来探测氦氖激光纵模脉冲。通过合理设计降低前放电路的噪声,根据被测脉冲频率设计探测电路的带宽,达到提高信噪比的目的。同时在后端的数据处理中,根据激光脉冲的波形函数,利用曲线拟合的方法来进一步去除测量中的各种噪声,从而准确地了解脉冲的形状、相位等信息,大大地提高了在现有硬件设备条件下测量的准确性,减小了测量误差。     

铒激光脉冲消融泌尿结石和胆结石比较研究

利用光学弱相干显微成像系统对脉冲激光消融硬生物组织后形成的凹坑二维和三维形貌进行了扫描,分析了Erbium∶YAG激光脉冲消融生物硬组织特性.结果表明：相同激光参量条件下,消融胆结石比消融泌尿结石具有更高的消融效率|消融胆结石或消融泌尿结石时,脉冲能量越大,消融效率越高|消融效率提高主要体现在凹坑表面直径更宽、高度更深、体积更大|光学弱相干显微成像技术比光学弱相干光层析成像技术测量准确度提高约一个量级,更适合于测量脉冲激光消融生物硬组织后形成的凹坑形貌.     

脉冲线积分场测量系统的研制

介绍了脉冲线测量插入件磁场一二次积分的原理和测量装置的组成,分析了重力、噪声和反射波等因素对测量精度的影响,并采用对称安装金属线、夜间测量、油滴吸收反射波等方法减小了这些因素对测量的影响。脉冲线测量系统的测量结果与霍尔点测法相比符合得较好。利用该装置对实验室即将投入应用的电磁型圆极化波荡器进行了测量,验证了校正线圈和主线圈电流之间的关系。     

基于随机共振进行弱信号探测的实验研究

非线性随机共振系统可利用噪声增强微弱信号检测的能力,为强噪声背景下微弱信号的检测开创了新方法.基于随机共振的基本原理设计了硬件电路系统,并将其应用于检测单频和多频微弱信号;通过输入模拟工程实际的带噪信号,采样所得的输出信号的频谱分析结果表明,利用随机共振技术可从强噪声背景下有效地提取出单频和多频弱信号.多频弱信号的有效提取拓展了基于随机共振原理的弱信号检测技术的应用领域,结合数字滤波处理技术有效地消除了低频噪声对信号识别的影响.基于随机共振的弱信号检测技术在信息识别与信息处理方面具有巨大的潜在的应用价值.     

Nature of coherent enhancement of inelastic electron scattering from disordered media

The mechanism of weak localization of relatively fast electrons scattered with a fixed energy loss from disordered media is examined. The main focus of this paper is to put forward an explanation for why coherent enhancement of electron scattering in the inelastic-scattering channel takes place at angles which differ from π. A simplified kinematic model is proposed to determine the basic properties of the weak localization of electrons in the inelastic scattering channel. The model easily reproduces the range of scattering angles typical for the weak localization of electrons with fixed energy loss. The procedure does not require calculation of the contribution from the crossed diagrams. The results agree with those based on the dynamical theory associated with the calculation of the crossed and ladder diagrams. It is possible to follow the transition from the weak localization of the new type to the ordinary weak localization with decreasing energy loss. The weak localization of the new type is in accord with the weak localization of regular type if the energy loss is about the energy of an optical phonon.     

Extended validity of weak measurement

We introduce a modified weak value that is related to the mean value of input meter variable. With the help of the modified weak value, the validity conditions for various modified versions of weak value formalism are investigated, in terms of the dependence of the pointer shift on the mean value of the input meter. The weak value formalism, often used to represent the pointer shift, with the modified weak value is of great use in simplifying calculations and giving guidance of practical experiments whenever the mean value of the input meter variable is nonzero. The simulation in a qubit system is presented and coincident well with our theoretical result.     

基于原子干涉仪的微观粒子弱等效原理检验

等效原理是广义相对论的两个基本假设之一,也是爱因斯坦对弱等效原理的推广.目前,大量实验证明弱等效原理在一定的实验精度内是成立的.将引力与标准模型统一起来的新理论都要求弱等效原理破缺,因此更高精度的弱等效原理检验具有重要的科学意义.本文介绍了原子干涉仪的原理,回顾了利用原子干涉仪开展微观粒子弱等效原理检验实验研究的历史和现状,介绍了双组分原子干涉仪检验弱等效原理实验涉及的振动噪声抑制、拉曼光移频与相位噪声抑制、四波双衍射拉曼跃迁原子干涉、信号探测与数据处理等关键问题及研究进展,分析了高精度微观粒子弱等效原理检验研究的发展趋势,介绍了长基线原子干涉仪、空间原子干涉仪、超冷原子源以及纠缠原子源制备等方面的研究动态,展望了微观粒子弱等效原理检验研究的发展前景.     

Simulating the effect of weak measurements by a phase damping channel and determining different measures of bipartite correlations in nuclear magnetic resonance

Quantum discord is a measure based on local projective measurements which captures quantum correlations that may not be fully captured by entanglement. A change in the measurement process, achieved by replacing rank-one projectors with a weak positive operator-valued measure (POVM), allows one to define weak variants of quantum discord. In this work, we experimentally simulate the effect of a weak POVM on a nuclear magnetic resonance quantum information processor. The two-qubit system under investigation is part of a three-qubit system, where one of the qubits is used as an ancillary to implement the phase damping channel. The strength of the weak POVM is controlled by varying the strength of the phase damping channel. We experimentally observed two weak variants of quantum discord namely, super quantum discord and weak quantum discord, in two-qubit Werner and Bell-diagonal states. The resultant dynamics of the states is investigated as a function of the measurement strength.     

弱外场对铁磁晶体定态磁化取向的影响分析

首先推出了铁磁晶体在弱外场作用下定态磁化参量,用斜率比较法分析了直接影响磁化取向的参量-平均场的取值情况,讨论了弱外场对定态磁化参量的影响机制,结果发现:①在弱外场较小时,系统与无外场时的情况类似,也有两个稳定取向和一个不稳定取向;如弱外场约大于自旋相互作用,则系统只有一个沿外场方向的稳定取向;②在外场比较弱的情况下,平均场可表示为外场的线性关系;③当平均场取下值点时,所有的N+和N-随弱外场变化的两条曲线相交于坐标轴的左边,磁化强度比的零点左移,外施磁场越大,交点越趋近于A点;当平均场取上值点时,所有的N+和N-随弱外场变化的两条曲线相交于坐标轴的右边,磁化强度比的零点右移,外施磁场越大,交点越趋近于A点.     

混沌噪声背景下微弱脉冲信号的检测及恢复

构建了一种在混沌噪声背景下检测并恢复微弱脉冲信号的模型.首先,基于混沌信号的短期可预测性及其对微小扰动的敏感性,对观测信号进行相空间重构、建立局域线性自回归模型进行单步预测,得到预测误差,并利用假设检验方法从预测误差中检测观测信号中是否含有微弱脉冲信号.然后,对微弱脉冲信号建立单点跳跃模型,并融合局域线性自回归模型,构成双局域线性(DLL)模型,以极小化DLL模型的均方预测误差为目标进行优化,采用向后拟合算法估计模型的参数,并最终恢复出混沌噪声背景下的微弱脉冲信号.仿真实验结果表明本文所建的模型能够有效地检测并恢复出混沌噪声背景中的微弱脉冲信号.     

锁定放大器在检测微弱信号中的应用

对锁定放大器的功能原理进行了介绍,并用锁定放大器对微弱信号及加了不同噪声的微弱信号分别进行了测试,实验证明锁定放大器具有良好的检测微弱信号的功能.     

弱测量对四个量子比特量子态的保护

廖湘萍等(Chin.Phys.B 23 020304,2014)指出弱测量和弱测量反转操作可以保护三个量子比特的纠缠,提高保真度.本文将弱测量方法推广至四个量子比特的情况,研究了几种典型四个量子比特量子态的演化.结果表明:在振幅阻尼通道中,弱测量方法能够有效地提高系统量子态的保真度.分析了影响量子态保真度的各种因素,对比了不同量子态的演化特征,划分了量子态保真度提高的敏感区域.最后,对弱测量方法抑制量子态衰减的内在机制做了合理的物理解释.     

Weak localization of two-dimensional Dirac fermions beyond the diffusion regime

We develop a microscopic theory of the weak localization of two-dimensional massless Dirac fermions, which is valid in the whole range of classically weak magnetic fields. The theory is applied to calculate the magnetoresistance caused by the weak localization in graphene and topological insulators.