基于光子计数的合作目标“量子”成像

在实验上研究了赝热光照明下, 基于光子计数模式的合作目标“量子”成像, 并给出理论模型和解释. 研究表明, 利用光子计数的单光子探测器代替以往光强度线性探测器作为桶探测器在“量子”成像中同样适用. 实验发现, 合 作目标的反射信号可穿透弱散射介质实现成像, 该技术在减小光学成像透镜孔径方面具有潜在的应用价值. 对比了基于强度关联成像和压缩感知算法的“量子”成像结果, 并得出实用性结论. 本文的方案为“量子”成像的实际应用提供了新方法.     

Lensless ghost imaging through the strongly scattering medium

Lensless ghost imaging has attracted much interest in recent years due to its profound physics and potential applications. In this paper we report studies of the robust properties of the lensless ghost imaging system with a pseudo-thermal light source in a strongly scattering medium. The effects of the positions of the strong medium on the ghost imaging are investigated. In the lensless ghost imaging system, a pseudo-thermal light is split into two correlated beams by a beam splitter. One beam goes to a charge-coupled detector camera, labeled as CCD2. The other beam goes to an object and then is collected in another charge-coupled detector camera, labeled as CCD1, which serves as a bucket detector. When the strong medium, a pane of ground glass disk, is placed between the object and CCD1, the bucket detector, the quality of ghost imaging is barely affected and a good image could still be obtained. The quality of the ghost imaging can also be maintained, even when the ground glass is rotating, which is the strongest scattering medium so far. However, when the strongly scattering medium is present in the optical path from the light source to CCD2 or the object, the lensless ghost imaging system hardly retrieves the image of the object. A theoretical analysis in terms of the second-order correlation function is also provided.     

空心金属光纤导引原子和Monte-Carlo模拟

在空心金属光纤,首先计算了TE01模的电磁场分布和光强分布。其次以~(85)Rb原子为例,计算了TE01模和~(85)Rb原子相互作用的光学势。研究表明,TE01模在空心金属光纤中集中分布在空心区,沿光纤截面呈环状分布。最后采用Monte-Carlo方法,分别模拟了原子在直空心金属光纤和弯曲空心金属光纤中的直导引效率和弯曲导引效率,相比直导引方案,弯曲导引方案效率明显偏低。空心金属光纤原子导引不仅可用于原子干涉仪研究,采用环形空心金属光纤的原子导引还可用于角速度测量研究。     

基于Walsh-Hadamard变换的单像素遥感成像

本文提出了基于Walsh-Hadamard变换的单像素成像方案, 并从理论分析、模拟仿真和实验验证三方面分别验证了该方案的可行性. 实验上实现了350-900 nm波段对 距离500 m和5000 m自然目标的128×128 像素成像, 成像速度0.5帧/秒. 研究并讨论了单像素相机方案与计算量子成像方案的差异与共性, 在此基础上分析了基于Walsh-Hadamard变换的单像素成像方案的优势与局限性. 研究表明本方案同时适用于单像素相机和计算量子成像. 由于单像素成像适用于应用在如红外热成像、微波成像等波段, 因此在阵列探测器灵敏度或工艺达不到要求时存在优势. 本文所提出的方案使得单像素成像技术向实际应用迈进了一步.     

空心光纤HE_(11)模的场分布和传播特性

基于麦克斯韦矢量模型精确计算了空心光纤中HE_(11)模的电磁场分布,从光源参数和光纤参数两方面讨论了HE_(11)模在空心光纤中的传播特性。研究表明:沿空心光纤截面HE_(11)模的光场强度呈环状分布,电场的两个径向分量rE和Ej相位相同,磁场的两个径向分量rH和Hj相位相反,不同光源条件在空心区激发的消逝波场分布基本一致,在纤芯层和敷层的电磁场分布随光源不同具有明显区别。此外研究表明仅改变芯层厚度或纤芯层和敷层相对折射率的方法,对空心区消逝波的电磁场分布基本没有影响,但是改变空心区半径可以明显改变空心区消逝波最大场振幅。空心光纤消逝波原子导引方法可用于原子干涉陀螺实现原子团劈裂。     

空芯光纤蓝失谐HE_(11)模原子导引（英文）

基于矢量模型,从麦克斯韦方程组出发精确计算了空芯光纤中HE_(11)模的电磁场分布,并分析了电磁场各分量的传播特性。研究表明,HE_(11)模强度沿光纤横截面呈环状分布,电场分量E_r和E_φ相位相同,磁场分量H_r和H_φ相位相反。以~(85)Rb原子为例,当入射激光功率为1 W,失谐量为1 GHz,空芯光纤空心区半径为0.7mm时,计算了空芯光纤中HE_(11)模的绝对强度分布和光学势分布,计算发现空心区最大光学势为14.9 mK,远大于标准磁光阱中~(85)Rb原子温度(120mK),因此空芯光纤中的HE_(11)模可用于导引~(85)Rb原子。空芯光纤原子导引有望应用于原子干涉领域。