基于旋转不变态的测量设备无关量子密钥分配协议研究

本文提出了一种基于旋转不变态的偏振无关测量设备量子密钥分配协议,既适用于偏振编码测量设备无关量子密钥分配系统,也应用于相位编码测量设备无关量子密钥分配系统的相干过程.通过在线偏振基进入信道传输前嵌入2块q玻片,使得在传输过程中将线偏振基转化为旋转不变的圆偏振基,而第三方对接收到的脉冲进行Bell态测量前,利用q玻片的算符可逆性,将圆偏振基还原为线偏振基进行测量,可以有效消除信道传输中偏振旋转导致的误码.本文分析了偏振无关的三诱骗态测量设备无关量子密钥分配系统的误码率,研究了密钥生成率与安全传输距离的关系,仿真结果表明,对于偏振编码测量设备无关量子密钥分配系统,该协议可以有效提高系统的最大安全通信距离,为实用的量子密钥分配实验提供了重要的理论参数.     

一种基于双偏振分束器的量子秘密共享方案

提出一个基于双偏振分束器的单量子比特全光纤量子秘密共享方案, 该方案具有自动补偿光纤及光学器件的双折射效应和相位抖动的功能, 在干涉对比度测试和稳定性测试时, 该方案在5 km通信距离中, 获得的干涉对比度优于993%, 且可长时间保持稳定. 关键词： 量子秘密共享 偏振分束器 单光子干涉     

一种特殊的非对称量子阱中的电光效应

运用密度矩阵方法推导出了特殊非对称量子阱中电光系数的解析表达式,并以典型的GaAs/AlGaAs非对称量子阱为例进行了数字计算.计算结果表明,量子阱的非对称性随着参数a的增大而增强,随着参数V₀的增大而减小.电光系数的最大值也随着参数a的增大而增大,随着参数V₀的增大而减小,表明电光系数将随着量子阱非对称性的增大而增大.在取不同的参数a和不同的参数V₀时,电光系数和入射光子能量的关系分别被绘制成曲线图.在图中分别有三个不同的峰,而且系统的非对称性越大,峰值就越大.随着量子阱非对称性的增大,曲线中的峰向能量低的方向移动.另外,在这种量子阱中得到了比较大的电光系数,大约在10^-6m/V量级.随着近来纳米制作技术的进步,使得在实验上制作这种特殊非对称量子阱并得到较好的非线性材料成为可能.     

一种减少基于SOA的全光时钟提取码型效应的新方法

全光位时钟提取是3R全光再生的关键技术,本文针对利用基于半导体光放大器注入锁模激光器进行位时钟提取时的码型效应,提出一种利用非线性偏振旋转自稳幅效应减少码型效应的新方法,对40Gb/s的半导体光放大器注入锁模激光器位时钟提取,通过数值模拟计算证明,利用非线性偏振旋转可以有效地减少码型效应的影响.     

转动诱发原子核量子相变的一种可能途径

基于微观IBM理论,提出转动诱导出玻色子量子相变的一种可能途径:一旦原子核在受到高能激发或作快速旋转时,假如外界提供的能量足以使玻色子完成拆对顺排,则核处于集体相与单粒子态的共存相,其特征是出现较密集的能谱;假如能量不足以完成拆对或顺排,可能发生两种情况之一,当核旋转达到某个临界转动频率ω_c时,或者一个高角动量的玻色子脱离“集体”而“游离”出来,或者发生一个高角动量的玻色子转变为一个低角动量的玻色子,核仍旧处于集体相;均会伴随出现光辐射,产生基态带的一条能级——相变信号.正是这类玻色子相变导致了原子核的量子相变.本物理图像统一了玻色子拆对顺排相变和退耦释放光子相变的描述.以¹⁰⁰Pd核的14⁺₁,14⁺₂和14⁺₃态的产生机理为例,对模型作了仔细说明.     

转动诱发原字核量子相变的一种可能途径

基于微观IBM理论，提出转动诱导出玻色子量子相变的一种可能途径：一旦原子核在受到高能激发或作快速旋转时，假如外界提供的能量足以使玻色子完成拆对顺排，则核处于集体相与单粒子态的共存相，其特征是出现较密集的能谱；假如能量不足以完成拆对或顺排，可能发生两种情况之一，当核旋转达到某个临界转动频率ωc时，或者一个高角动量的玻色子脱离“集体”而“游离”出来，或者发生一个高角动量的玻色子转变为一个低角动量的玻色子，核仍旧处于集体相；均会伴随出现光辐射，产生基态带的一条能级——相变信号．正是这类玻色子相变导致了原子核的量子相变．本物理图像统一了玻色子拆对顺排相变和退耦释放光子相变的描述．以100^Pd核的141^＋，142^＋和143^＋态的产生机理为例，对模型作了仔细说明．     

模仿量子纠缠的“伪造态”

Bell不等式是对一个系统的量子本质的最根本的检验．但实验表明,这个检验可以被欺骗． 在1935年,爱因斯坦、波多尔斯基（Podolsky）和罗森（Rosen）共同辩说量子力学并非完备,因为对某个系统进行测量会立即影响另一个系统的波函数,这与信息传输的光速极限相矛盾．若想避免此“鬼魅般的超距作用”,各系统实际蕴含的内容必须比波函数所描述的要多．量子力学也许需要增补,例如通过引入隐变量理论,使得每一次测量仅依赖定域的自由度．     

一种K分布强湍流下的测量设备无关量子密钥分发方案

研究了K分布强湍流下自由空间测量设备无关量子密钥分发协议模型,采用阈值后选择方法来减少大气湍流对密钥生成率的影响,对比分析了使用阈值后选择方法前后协议的密钥率和湍流强度之间的关系.仿真结果表明,使用阈值后选择方法可以有效地提高协议的密钥生成率,尤其是在高损耗和强湍流区域,而且其最佳阈值与湍流强度、信道平均损耗有关,对实际搭建性能较好的自由空间测量设备无关量子密钥分发协议系统具有一定的参考价值.     

一种提高超燃流场羟基示踪速度测量中信号提取能力的方法

针对羟基示踪测速技术在超燃流场应用中测量图像受复杂背景干扰严重的问题,提出一种提高信号提取能力的方法.该方法通过三个步骤实现信号提取能力的提升：利用霍夫变换进行信号识别;基于感兴趣区域的大津阈值算法进行图像分割;结合骨架提取和方向模板方法进行标记线提取.在此基础上,结合仿真和实验,验证了该方法可提高超燃复杂背景干扰下的信号提取能力,解决了提取羟基有效信号精度不够的问题.     

基于旋转不变技术信号参数估计的激光扫频干涉测量方法

激光扫频干涉测量技术具有无测距盲区、非接触、单次测量多目标的能力.通过傅里叶变换可提取目标拍频频率,进而解算距离.然而受激光器调频带宽限制,通过傅里叶变换得到的目标分辨率受限于固有分辨率.为解决该问题,本文提出采用基于旋转不变技术的信号参数估计(ESPRIT)算法对测量信号进行频谱分析.实验通过插值拟合法校正测量信号拍...     

一种基于von Neumann熵的双路径纠缠量子微波信号生成质量评估方法

针对目前没有合适的方法从产生方来表征纠缠量子微波信号的质量好坏, 提出了一种基于von Neumann熵的双路径纠缠量子微波信号生成质量评估方法. 利用双模压缩真空态描述了纠缠量子微波的信号格式, 给出了光子数与压缩参量之间的函数关系, 以熵评估纠缠态信号所占比例, 分析了熵与压缩参量和光子数之间的关系. 仿真结果表明, 纠缠量子微波信号中的光子数是由压缩参量决定的, 它们之间呈指数平方的规律性变化; 熵随着压缩参量的增大而减小, 但是减小的趋势越来越平缓, 近似呈负指数关系, 熵的极限值约为65%. 研究结果表明, 通过选择合适的压缩参量可以提高纠缠微波信号生成质量以满足实际需要, 因此, 本研究对于生成双路径纠缠量子微波电路参数选择、提高系统可用性提供了方法和依据.     

一种光电容积脉搏信号的峰值点自动识别方法

光电容积脉搏信号的峰值点自动识别直接关系到无创血氧饱和度测量与脉搏波峰-峰间期提取的准确率。提出一种小波联合识别方法：基于小波多分辨率分析原理校正影响脉搏波峰值点幅值的基线干扰,再利用二次样条小波模极大算法自动识别峰值点。将该方法应用到自行研制的光电容积脉搏波测量系统中,对采集的信号进行了校正与峰值点识别,通过在信号中增加随机噪声以评价方法的稳定性与可靠性,然后利用10组实测数据,对比本方法与传统差分阈值法的峰值点识别准确率,进一步评价方法的有效性。结果表明：本方法在较好地消除了基线干扰的基础上,在染噪的信号中仍然会较精确地检测出脉搏波主波峰,具有较好的抗干扰能力,有利于提高血氧饱和度检测及峰-峰间期提取的准确性,从而有助于后期人体呼吸功能评价与心率变异性分析。     

一种改进激光偏振主动成像的建模及理论分析

提出一种改进激光偏振主动成像的实验方法,给出实验装置原理图,详细分析实验装置的成像原理。在分析目标Mueller矩阵测量方法的基础上,给出改进后激光偏振成像装置偏振度和强度的计算公式,从理论上证明了该方法的可行性。然后针对实验仪器的要求分析了实验装置存在的误差,以及Cassegrain望远镜对目标散射光的消偏现象。该方法与利用双旋转波片技术（DRRT）测量目标散射光的偏振度和强度相比可以降低对实验装置的精度要求,同时可以提高测量速度,不需要进行16次测量,只需1次就可以测量出目标散射光的偏振度和强度,进而得到偏振度和强度图像。     

一种基于支持向量机回归的旋转遮光带日射表散射辐照度修正新算法

通过比较旋转遮光带日射表(RSP)和参考标准表所测散射辐照度之间的数值差异,分析了太阳总辐照度、环境温度、相对湿度和太阳光谱等气象要素对RSP散射辐照度测量误差的影响关系,提出了一种修正RSP散射辐照度测量值的新算法.该算法从支持向量机回归预测角度,建立了对RSP散射误差修正值的一次预测模型,然后根据误差修正值最优预测模型推导出RSP散射辐照度修正算法模型.利用该算法对美国国家太阳辐射研究实验室和劳里观测站采集的RSP散射辐照度数据进行修正,修正后两观测站数据的平均偏差和均方根误差分别降低到-0.2 W/m2,3.3 W/m2和1.9 W/m2,8.5 W/m2,显示算法具有良好的修正性能和适用性.该算法能够有效避免Vignola算法中存在的欠修正和Vignola and Augustyn(VA)算法中存在的过修正现象.     

一种光声检测材料热扩散率的新方法

本文介绍采用前表面激发的光声检测材料热扩散率的新方法及其检测原理。用该方法对纯铁、纯铜、黄铜、铝以及人造金刚石砂粒的热扩散率测定结果表明,它与通常背激发的光声技术和激光导热仪的测量结果是一致的。