中纬度地区电离层偶发E层对量子卫星通信性能的影响

电离层偶发E层是指在距离地面高度80—150 km之间,在风剪切作用下,电子密度急剧增加的不规则电离薄层,它会对量子卫星光信号的传输造成极大的影响.然而,有关电离层偶发E层与星地间量子通信信道参数关系的研究,迄今尚未展开.为了研究偶发E层对量子卫星通信性能的影响,首先分析了它的形成过程,得出自由电子密度随高度变化的关系;然后建立了自由电子密度、偶发E层的厚度对量子卫星链路衰减的模型;针对振幅阻尼信道,给出自由电子密度对信道容量、纠缠保真度、误码率和安全密钥产生率的定量关系.理论分析和仿真结果表明,当偶发E层的厚度为1 km、电子密度由3×10~5cm~(-1)增加到27×10~5cm~(-1)时,信道容量由0.8304衰减到0.1319,纠缠保真度由0.9386下降到0.3606,量子误码率由0.0093增加到0.0769,安全密钥产生率由9.968×10~(-5)减小到1.91×10~(-6).由此可见,电子密度的大小和偶发E层的厚度对量子卫星通信性能有显著的影响.因此,在进行量子卫星通信时,应根据对电离层参数的探测情况,自适应调整卫星系统的各项指标,以确保量子通信的可靠性.     

Lie symmetry and the generalized Hojman conserved quantity of Nielsen equations for a variable mass holonomic system of relative motion

Lie symmetry and the generalized Hojman conserved quantity of Nielsen equations for a variable mass holonomic system of relative motion are studied. The determining equation of Lie symmetry of Nielsen equations for a variable mass holonomic system of relative motion under the infinitesimal transformations of groups is given. The expression of generalized Hojman conserved quantity deduced directly from Lie symmetry for a variable mass holonomic system of relative motion is obtained. An example is given to illustrate the application of the results.     

制备工艺对掺杂NaYF4:Er3+,Yb3+发光纳米晶的聚合物光波导放大器性能的影响

制备了NaYF₄：Er³⁺,Yb³⁺纳米晶,表征了纳米晶的形貌,通过物理掺杂的方式将纳米粒子掺杂到SU-8中作为光波导放大器的芯层材料,优化了波导放大器的尺寸,利用旋涂、刻蚀等工艺,在二氧化硅衬底上制备了光波导放大器。实验中用光漂白法和湿法刻蚀两种方法制备光波导放大器,分别给出了两种方法制备的器件的结构、工艺流程、光场模拟结果,并对两种方法制备的器件的放大特性进行了测试。测试结果表明,当980 nm波长的泵浦光功率为241 mW且1 550 nm波长的信号光功率为0.1 mW时,使用湿法刻蚀法制备的放大器得到2.7 dB的相对增益。当980 nm波长的泵浦光功率为235 mW且1 550 nm波长的信号光功率为0.1 mW时,使用光漂白法制备的放大器得到4.5 dB的相对增益。根据以上测试结果,分析了两种工艺对器件性能的影响。     

基于KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶的红光聚合物平面光波导放大器

制作了基于KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶材料的工作波长655 nm的聚合物平面光波导放大器。材料的吸收光谱表明,KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶在980 nm附近有很强的吸收。在980 nm激光的激发下,由于Er~(3+)和Mn2+能级之间的能量传递,KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶产生了很强的红色上转换发光。根据KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子的发光特性,制备了KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)NCs-PMMA复合材料,用其作为芯层设计了掩埋形结构光波导放大器,利用传统的半导体工艺完成器件制备。器件测试结果表明,当655 nm信号光功率为0.1 m W、980 nm泵浦功率为260 m W时,器件获得了2.7 d B的相对增益。     

基于软件定义量子通信的自由空间量子通信信道参数自适应调整策略

自由空间量子通信会受到雾霾、沙尘、降雨等自然环境的干扰.为提升环境干扰下量子通信的性能,本文提出了基于软件定义量子通信(software defined quantum communication, SDQC)的自由空间量子通信信道参数自适应调整策略.该策略通过对环境状态实时监测,根据预置在应用层的程序,对量子初始状态及单量子态存在时间等相关参数进行自适应调整,提高自然环境背景干扰下自由空间量子通信系统的保真度.仿真结果表明,在退极化、自发幅度衰变及相位阻尼三种噪声信道参数取值不同时, SDQC系统参数的最佳取值也不同.系统根据环境变化及业务需求,自适应地选择量子初始状态及单量子态存在时间,使量子保真度在通信过程中始终保持在峰值,有效提升了量子通信系统的适应能力及综合免疫力.     

不同海面风速对量子卫星星舰通信性能的影响

量子卫星星舰通信是量子保密通信的重要应用场景之一,在海面上,由于不同风速所引起的气溶胶粒子浓度发生剧烈变化,而气溶胶粒子浓度的剧变,必然导致星舰量子链路性能的剧烈衰减.然而,有关不同海面风速与量子卫星星舰通信信道参数关系的研究,迄今尚未展开.本文根据海面风速与气溶胶的Gras模型,分别建立了风速与星舰量子信道误码率、信...     

相对运动变质量力学系统Appell方程的广义Lie对称性导致的广义Hojman守恒量

研究相对运动变质量完整系统Appell方程的广义Lie对称性及其直接导致的广义Hojman守恒量.在群的无限小变换下,给出相对运动变质量完整系统Appell方程广义Lie对称性的确定方程;得到相对运动变质量完整系统Appell方程广义Lie对称性直接导致的广义Hojman守恒量的表达式.最后,利用本文结果研究相对运动变质量完整约束的三自由度力学系统问题.     

量子语音多带激励算法

将经典语音多带激励(MBE)算法应用于量子领域,提出经典信息与量子信息的对应关系,并给出相应的信息测度方法.对量子语音MBE的编解码算法用C语言进行仿真实验,结果证明,语音分解与合成前后的波形相近,用PESQ软件客观测试语音,MOS分数为3.337.     

盐酸安非他酮与牛血清白蛋白相互作用的NMR研究

利用核磁共振波谱(NMR)技术研究盐酸安非他酮与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,分析盐酸安非他酮溶液在加入BSA前后化学位移、纵向弛豫时间(1H T1)、二维核Overhauser效应谱(2D NOESY)等的变化信息。结果显示,BSA的加入可使盐酸安非他酮的H原子化学位移向高场移动、1H T1值缩短、NOE交叉峰增多;利用不同浓度盐酸安非他酮在0.2 mmol/L BSA蛋白溶液中的自扩散系数拟合得到两者的结合常数为0.34 mmol/L,结合位点数为11。盐酸安非他酮与牛血清白蛋白的结合是多位点的弱结合。该研究对于临床安全、合理使用盐酸安非他酮及设计改良类似药物具有重要意义。     

Chetaev型约束的相对运动动力学系统Nielsen方程的Noether对称性与Noether守恒量

研究Chetaev型约束的相对运动动力学系统Nielsen方程的Noether对称性与Noether守恒量. 对Chetaev型约束的相对运动力学系统Nielsen方程的运动微分方程、Noether对称性定义和判据进行具 体的研究, 得到了Noether对称性直接导致的Noether守恒量的表达式. 最后举例说明结果的应用.