一、虚光场对克尔介质中受激原子统计性质的影响（论文文献综述）
尚蕾[1]（2021）在《耦合双腔光力系统中的量子光学效应》文中认为关于腔光力系统的早期研究主要集中在简单系统,即由纳米光学腔和纳米机械振子耦合而成的光力系统。当用一束激光驱动光力系统时,光腔中循环光产生的辐射压会使腔内的机械振子偏移其平衡位置,而机械振子的振动反过来也会改变循环光的强度分布。为此,很多有趣的光学现象可以在光力系统被观测到,例如:力学正则模式分裂、类电磁诱导透明、微腔镜的自冷却以及对光信号的控制等。经过多年的发展,近年来,多模腔光力系统,即经过耦合两个或两个以上的光学或机械模式形成的复合系统已成为目前的研究热点。本文以双腔光力系统为研究对象,将含有原子的光腔与包含机械振子的光腔耦合,用两束强泵浦光和一束弱探测光对系统进行驱动,希望通过调控一个腔的参量来有效地控制另一个腔中的光学特征。文中详细地讨论了耦合双腔光力系统中的四波混频效应、慢光效应、光学双稳态效应,并分析了它们在量子光学领域的潜在应用。首先研究了双腔光力系统中的四波混频效应。计算结果表明:当关闭右腔泵浦光,打开左腔泵浦光时,频谱中会出现极窄的四波混频峰,这一现象有利于提高探测的分辨率,因此利用该系统可以实现高灵敏的质量探测;研究还发现,增加腔-腔耦合强度、原子-腔耦合强度、振子-腔耦合强度,四波混频的强度会明显提高;此外,通过调控原子-泵浦失谐量,四波混频信号在近共振区域可以被有效地开启或关闭,这一现象说明利用该系统可以实现可控的四波混频开关;最后,改变腔漏损率,四波混频强度也会发生明显的变化。这些研究结果表明,该双腔光力系统可以用作质量传感器和全光开关。其次探讨了混合双腔光力系统中的慢光效应。研究结果发现:系统只被右泵浦光驱动时,会出现电磁诱导透明现象,而只用左泵浦光驱动时,系统可以呈现出电磁诱导吸收现象;而且,增大腔-腔耦合强度与原子-腔耦合强度,电磁诱导吸收现象可以转换为电磁诱导透明现象;此外,探测光束的相位随着探测-泵浦失谐量的增大会迅速发生改变;最后,通过调控腔-腔耦合强度以及原子-腔耦合强度,探测光束的群延时间会发生明显变化,即探测光可以由慢变快。最后讨论了混合双腔光力系统中的光学双稳效应。研究结果表明:当关闭右泵浦光,打开左泵浦光时,调控腔-泵浦失谐量和左泵浦功率达到一定阈值时,光学双稳现象才会发生;此外,通过调控腔-腔耦合强度,原子-腔耦合强度,振子-腔耦合强度,原子-泵浦失谐量和腔-泵浦失谐量以及腔漏损率等参数,光学双稳态的功率阈值和双稳态区域范围能够被有效地调控。这些研究结果表明,该耦合系统可以被用来实现双稳开关,因而在量子通讯方面有着潜在的应用价值。
樊东辉[2]（2020）在《有损情况下基于光-原子混合干涉仪的量子无损测量》文中指出精密测量在物理学研究中非常重要,主要应用于精确测量各种物理量。但是其测量精度在经典范围内受到了标准量子极限的限制。为了提升测量精度,科学家们提出了量子精密测量。量子精密测量大多数的研究都集中在如何减小噪声,而量子无损测量可以避免测量中引入“back‐action”噪声,从而突破标准量子极限。干涉仪是实现量子无损测量的一种重要的方式。近两年,光‐原子混合SU（1,1）干涉仪受到了很大的关注。因为干涉仪的两个干涉臂分别是光和原子,两臂之间具有量子关联,可以突破标准量子极限,并且测量的范围也更广。于是有人提出基于光‐原子混合SU（1,1）干涉仪进行量子无损测量并得到了不错的结果。但是该工作没有考虑损耗对于该量子无损测量系统的影响。损耗在实验中无法避免,且会对实验结果产生很大的影响。针对这个情况,我们做了如下的工作:首先我们提出损耗情况下的光‐原子混合干涉仪对未知光场的光子数进行量子无损测量的理论模型。根据损耗情况下的干涉仪的输入输出关系,结合量子无损测量的判据,得到了该量子无损测量系统判据的理论公式。其次,我们分别代入了热原子系统和冷原子系统的实际的实验条件,重点分析当干涉仪存在各类损耗时,光子数量子无损测量的结果。并将不同的损耗对于量子无损测量的影响进行对比以及冷原子系统和热原子系统之间进行对比,发现了它们对测量效果的影响的规律,并且进行了原理上的解释。此外,我们还根据计算的结果对实际的实验提供了一些参数上的建议。为实际实验如何选择实验条件以提高量子无损测量的效果提供了理论参考。
周淼淼[3]（2019）在《药物分子光敏过程中的电荷转移研究》文中研究说明现代科学的研究重点之一,是原子分子尺度的物理化学过程。而飞秒激光的出现,则将这些研究的时间尺度,提升到了飞秒量级。在此基础上,可以观测到许多原子分子尺度的物理过程,例如内转换、系间交叉、质子转移、电子转移、电荷转移、共振能量转移、振动弛豫、荧光和磷光现象、受激辐射等。其中,超快电荷转移过程,常见于生物体系,例如光合作用、光裂合酶、隐花色素、DNA损伤等。在这些生物体系之中,电荷转移过程起到了电荷迁移和能量传递的作用:光受体被激发后,通过电荷转移过程,将高能态电荷传递到其它分子,使其处于激发态,并使其带电,进而引起其它反应。而光受体自身被光激发后出现的分子内电荷转移过程,可能成为分子间电荷转移过程的前置过程和诱因。电荷转移是药物分子光敏过程中的主要原因之一。药物分子的光敏过程,主要表现为服药人受到UV-A或UV-B紫外光照射后,被照射部位出现特定变化:如果该变化对治疗疾病有帮助,称为光动力治疗,对应的药物分子则称为靶向药物;如果对人体有害,则是光毒性,是药物开发中需要注意并尽量避免的。已知的药物分子光敏过程的作用机理,包括电荷转移与三重态的存在,电荷转移使得光敏药物与周围分子发生相互作用,进而出现其它现象;而三重态,可以与基态的O2作用,使其处于激发态,导致其DNA和蛋白质被氧化。对药物分子光敏过程中的电荷转移进行超快动力学研究,可以获得其详细的光物理机制,分析分子中各个基团的作用,进而调整分子结构,增加有益效果,减少有害现象,达到优化药物效果的目的。本文使用飞秒瞬态吸收光谱技术,研究了9-蒽醛、氧氟沙星、1-氨基蒽醌等三个分子的超快电荷转移过程。氧氟沙星是成品药物,具有光敏特性,研究其电荷转移过程,有助于分析其光敏机制;9-蒽醛和1-氨基蒽醌是药物中间体,可以作为光受体,部分以其为基础的药物具有光敏性和光毒性,研究其电荷转移过程,可以为药物研发提供参考和依据。具体工作内容可以分为以下三个部分:第一部分用飞秒瞬态吸收光谱技术,结合量子化学计算,研究了 9-蒽醛在不同极性溶剂（乙醇和正己烷）里光敏过程中的电荷转移过程和系间交叉过程。9-蒽醛被400nm光激发至S1态Franck-Condon区,然后通过分子内电荷转移过程到达电荷转移态,此过程在乙醇和正己烷溶剂中的寿命分别为0.11 ps和0.23 ps。乙醇极性高于正己烷,受此影响,乙醇溶剂中的电荷转移速度高于正己烷。随后分子通过系间交叉过程进入三重态,这一过程在两个溶剂中的寿命分别为22.3 ps和21.4 ps。因为两个溶剂中,由S,态到三重态的能量相差不大,所以两个溶剂中的系间交叉过程寿命相近。电荷转移过程和系间交叉过程可能引起DNA和蛋白质损伤,而本工作表明9-蒽醛光敏过程中同时存在这两个过程,这意味着基于9-蒽醛开发的药物,可能具有光敏性和光毒性,对药物开发具有指导意义。第二部分用飞秒瞬态吸收光谱技术和量子化学计算方法研究了氧氟沙星光敏过程中的分子内电荷转移过程和后续的非辐射过程的物理机制。氧氟沙星受330 nm光激发,到达S1态Franck-Condon区,然后通过分子内电荷转移过程到电荷转移态,此过程的寿命为τ1=1.4 ps。随后S1态通过系间交叉转移到三重态,其寿命为τ2=158 ps,系间交叉量子产率为0.33。本工作通过证明氧氟沙星光敏过程中存在超快电荷转移过程和系间交叉过程,为研究氧氟沙星的光毒性机制提供了参考和依据。第三部分用飞秒瞬态吸收光谱技术和量子化学计算方法研究了 1-氨基蒽醌光敏过程中的光致电荷转移过程。1-氨基蒽醌被460 nm光激发至S1态Franck-Condon区,随后发生扭转的分子内电荷转移过程,其寿命为5 ps。在电荷转移过程中,有扭转变形,且存在着势垒,因而寿命较长。在电荷转移过程中,在势垒之前,有从S1态到三重态的系间交叉过程与电荷转移过程的竞争,其寿命为28 ps。另有从S1态到S0态的荧光过程,荧光寿命为550 ps。本工作通过研究1-氨基蒽醌光敏过程,与其它蒽醌类化合物对比,揭示了蒽醌类药物光敏过程中的光诱导电荷转移过程和非辐射动力学过程的物理图像,对解释蒽醌类药物的作用机制和对新型蒽醌类药物的开发、合成和改良具有参考意义。
贾俊[4]（2019）在《基于热Rb原子系统频率简并双模压缩光的制备与应用》文中研究指明量子力学和精密测量的结合（量子度量学）是近些年迅速发展的新兴研究领域,一方面,量子力学的各种神奇特性会致使我们的测量结果存在不确定性,并限定出位相测量的标准量子极限,然而,另一方面量子力学同时为我们针对这一问题提供了解决方法,例如可以突破经典关联的量子纠缠态。我们可以通过让纠缠态彼此发生量子干涉的方法来消除量子关联噪声,同时提升我们对物理量测量的信噪比。在我们的研究论文当中,我们描述了基于原子四波混频的简并纠缠光源的制备过程,同时详细阐述了利用量子纠缠光源组合成SU（1,1）量子干涉仪来消除量子关联噪声的方案。我们首先通过利用85Rb原子参量放大制备频率非简并双模压缩光场的机制,将入射信号光场分成两束量子关联的孪生光束,之后再用第二个参量放大器将关联光束合束完成新型的非线性SU（1,1）量子干涉仪。不同与经典的线性干涉仪,例如马赫曾德干涉仪,SU（1,1）干涉仪可以通过对纠缠光源进行量子干涉操作从而消去光场的散粒噪声,并通过参量放大过程放大干涉仪中的位相信号,即通过运用此量子干涉仪我们可以放大相位信号但是不放大量子噪声噪声的方式来提升干涉仪信噪比,我们通过在实验中对SU（1,1）一路干涉臂模拟相位调制信号,测量到其相对于经典马赫曾德干涉仪3dB的绝对灵敏度提升。第二个主要工作是研究原子系统的参量放大过程,不同于过去的双非简并四波混频方法,我们原创性的提出一种双泵浦激发原子团的相位匹配构型,通过控制激发原子团的两束泵浦场频率失谐,我们可以制备出频率简并或者非简并的双模纠缠光场,并且在实验中实现7dB频率非简并（约6GHz）以及近3dB频率简并的双模压缩光场（接近0Hz）。论文详细分析了频率简并双模光场的物理机制,之后通过降低泵浦场相位噪声的方法提升纠缠源的压缩度,并尝试使用光泵浦的方法改善热原子在能级中的布局,并借此方法改变四波混频非线性过程的增益和量子纠缠度。最后我们提出一种基于简并双模压缩光场的新型量子非线性干涉仪,并在理论上对其进行了信噪比分析。
韩靖[5]（2018）在《基于随机共振的弱光信号非线性重构技术研究》文中提出光学信号处理技术在激光雷达,空间光通信和远程光学遥感等相关领域有着重要的应用价值。在实际应用中,光学待测信号很容易被传输介质散射或背景光噪声干扰,造成接收信噪比急剧下降。当噪声强度远高于信号,或噪声和信号存在关联性时,以滤波技术为主的常规检测方法难以实现初始信号的有效识别。然而在某些特殊的非线性系统中,噪声的增强反而使得输出信噪比出现一定程度提升,即呈现随机共振现象。基于随机共振效应可以有效地将被噪声湮没的信号恢复出来,但作为一种新型的信号处理技术,其基础理论距离实际应用仍存在较大差距,需要开展更深入的研究工作。本文主要研究多种噪声环境中,利用非线性光学效应实现随机共振,从而获得高质量的弱光信号重构。具体研究内容如下:1、论述了噪声环境中弱光信号探测技术的重要意义,以及该技术发展的瓶颈。在此基础上引入了光学随机共振的概念,总结了统计噪声、规则信号和非线性系统三要素在实现随机共振中起到的作用,以及弱光信号随机共振探测性能的衡量指标,并简要回顾了随机共振在微弱信号处理中的发展历程。2、研究了常见的基于二能级介质共振环形腔双稳态的随机共振理论,证明了限制时域信号重构响应时间的主要原因在于临界慢化效应导致的时域延迟,据此提出了基于表面等离子体双稳态的弱光纳秒脉冲信号随机共振重构。设计了含Kretschmann结构的反馈型环形腔光路,推导了输入与输出强度的双稳态方程和传播常数方程,通过优化金属层厚度和入射角度,最大程度地激发表面等离子体以降低非线性介质表面的反射系数和相位延迟,实现了高强度噪声中的纳秒脉冲信号提取。该方法克服了以往双稳态随机共振响应时间为毫秒级的限制,最高互相关度增益达8倍。3、提出了一种在光学时空混沌系统中基于调制不稳定性机理实现随机共振的方法,从二维复数金兹堡-朗道方程出发,推导了部分相干光的时空混沌不稳定性增益方程,通过调节非线性介质中的自聚焦系数、衍射系数和入射光相干长度,实现了噪声强度增加时初始信号的隐藏与重构,并发现信噪比增益随噪声强度的增强而提升,最高信噪比增益为5 dB,时域窗口约为100 ms。4、研究了光学图像在大气介质中传播时空间相干性退化的原因,并探究了强散射介质中弱光脉冲图像信号的随机共振重构机理。利用空域调制不稳定性理论、光折变带输运理论及辐射模Wigner-Moyal变换方法,推导了噪声信号不稳定性增益方程,分析了包括光折变晶体外加电场强度和相干长度等系统参数对输出效果的影响。在输入图像信噪比为1:25时,通过参数调谐,实现了互相关度增益高达10倍的纳秒脉冲图像信号重构。5、针对常规探测方式难以有效识别乘性噪声图像信号,以及自调制不稳定性随机共振中图像高频信息丢失的难题,提出了基于交叉调制不稳定性的图像随机共振重构,建立了部分相干光噪声与信号耦合的不稳定性增益模型。发现通过耦合相干程度较低的背景噪声,待测信号可以获得更高的不稳定性增益,从而实现噪声光能量向信号光的有序转移。实验设计了乘性含噪信号和背景噪声的双光束耦合光路,优化噪声和信号相干长度实现了互相关度增益3.2倍的乘性噪声图像重构,并证明该方法可以有效恢复初始图像的形状轮廓等低频信息和边缘细节等高频信息。
李柞涵[6]（2017）在《自锁模自受激拉曼激光器的研究》文中进行了进一步梳理随着对全固态激光器的不断深入研究,人们不仅注重研究时域上的超短脉冲,同时也在探索拓宽激光频谱范围的方法。自锁模效应与晶体本身的三阶非线性效应有关,近十年来基于自锁模效应的皮秒激光被应用于通信、医疗生物学、微纳加工、非线性光学以及光学时钟等领域。受激拉曼散射技术也与晶体本身的三阶非线性效应有关,作为一种高效的光学频率变换手段,有效地拓宽了激光频谱范围。进入21世纪之后出现了自受激拉曼激光器,将激光晶体与拉曼晶体合二为--,使得激光器体积更小、运转更稳定,已经成为国际拉曼激光器的研究热点之一。本论文根据全固态自锁模激光器以及自受激拉曼激光器的发展方向和存在的难点,利用Nd:YVO4和Nd:GdVO4晶体,率先在国内展开对皮秒自锁模激光器的理论及实验方面的研究。不仅在一定程度上填补了皮秒自锁模激光领域中存在的空白,还创造性地将自锁模技术与自受激拉曼技术结合,研究实现了皮秒自锁模自受激拉曼激光器,并此基础上完成了腔外二次谐波黄光输出。主要研究内容和创新点如下:第一,研究了自锁模激光器的关键理论和设计规律,数值模拟了相关热效应对激光器的影响、自锁模激光器稳定运转及自启动的条件等;研究了自锁模激光器内非线性锁模现象的产生原因;理论研究了单增益介质的自锁模自受激拉曼效应激光动力学过程,自行探究了这类激光器的设计理论和规律;研究了像散模式转换器实现自锁模涡旋激光器运转的相关理论。第二,研究了新型的亚吉赫兹皮秒自锁模激光器,并为后续的实验设计积累了相关的经验。首先利用非对称Z型腔实现了三次谐波自锁模激光输出,平均输出功率为2W,光-光转换效率为25%。接下来进一步优化设计Z型对称腔,成功实现了稳定的亚吉赫兹自锁模激光输出,锁模激光平均输出功率为1.65W,斜效率为23.8%,重复频率为530MHz,脉宽为15.1ps。第三,自行研究了稳定的皮秒自锁模绿光激光器,首先探究了腔长对自锁模绿光稳定性的影响,然后利用凹平腔实现了稳定的皮秒532nm激光输出,并研究了在腔内引入其它非线性效应对自锁模激光器稳定性的影响,为后续的实验积累了经验。稳定的连续锁模绿光平均输出功率为258mW,斜效率为4.5%,重复频率为1.1GHz,平均振幅抖动小于8%。第四,创新性地研究了高克尔灵敏度自锁模自受激拉曼频移激光器,即利用一块激光晶体本身具有的性质实现增益介质、拉曼晶体和锁模元件三个作用。首先利用Nd:YVO4晶体实现了皮秒自拉曼1176nm的激光输出,拉曼光平均输出功率、重复频率、基频光脉宽和斜效率分别为643mW、1.53GHz、8.6ps和8.2%。此外,结合LiB3O5晶体腔外倍频技术实现了 6mW的黄光输出。又利用Nd:GdVO4晶体实现了 1173nm皮秒自锁模激光器运转,锁模平均输出功率、重复频率、斜效率、基频光脉宽以及黄光功率分别是736mW、1.51GHz、8.3%、12.5ps以及7.65mW。第五,将皮秒自锁模技术与腔外像散模式转换器结合,成功实现了 1064nm的Nd:YVO4自锁模涡旋光输出。最终在实验中观察到LG02模时可以实现稳定的自锁模脉冲激光,平均输出功率、重复频率和斜效率分别是1.27W、1.81GHz和24%。
李佳慧[7]（2017）在《腔量子系统中的高阶边带和光传输特性研究》文中提出光子在信息传输方面的巨大优势使其在信息处理、采集、控制方面有着非常重要和广泛的应用。特别是在激光问世之后,光通信迅速发展并取得了很多突破性的成果。由光学谐振腔组建的系统,可以把光束缚在极小的空间内,从而能增大光强和光-物质相互作用强度。在这种系统中可以进行单光子级别的光信息传递和转换的研究,因此谐振腔组建的系统在构建光信息器件方面有着巨大的优势。构造简单但功能多样的腔量子电动力学（QED）系统和光机械系统,是近些年的国际研究热点,在量子信息和量子网络方面有着重要应用。本文以腔QED和光机械系统为研究平台,探讨了其中的非线性效应和光信息传输过程。主要内容包括:一、我们提出了利用量子点和高阶边带进行光子转换和信息处理的理论方案。在支持偏振方向相互正交的两个光模的光子晶体腔中,通过巧妙放置量子点（人造原子）的位置,使其同时和两个腔模产生耦合。在由两束连续光组成的外场的驱动下,量子点与腔模的耦合会产生有效的强三阶非线性,致使系统中发生拉曼散射和四波混频,从而产生高阶边带,最终使输出光谱呈现出等间距的光梳分布。量子点作为媒介,承载着两个腔模之间的能量转换,使得信息可以在光模和量子点中进行有效的转移和转换。因此尽管只有一个光模被驱动,但是未被驱动的光模也有高阶边带的产生。我们探讨了高阶边带的产生原理和边带在两个光模之间的转化效率,以及系统各参数对该转化效率的影响。方案的实验可行性和相关物理机制在文中也有详尽阐述。我们构建的这个系统具有操控不同频率模式下的光子相互之间转化的能力,在经典通信系统和集成量子网络中都有广泛的潜在应用。二、我们提出了结合宇称-时间反演（PT）对称理论的高阶边带增强方案。PT对称概念最初是在数学上被提出的,它完善了量子力学关于非厄米哈密顿量的理论。引入了增益和衰减构建的PT对称光学系统为人们探究光-物质相互作用提供了新的平台。这里,我们研究了由一个含非线性介质的衰减腔和一个增益空腔构成的PT对称系统的线性和非线性的光传输效应。通过调节双腔耦合强度,可以控制系统参数处于PT对称区域或者对称性破缺区域。通过理论推导和数值模拟研究发现,PT对称系统中的低阶和高阶的边带产生效率均被大大增强,尤其是在PT对称破缺点附近。这种增强效应实质上源于PT对称系统中的非线性增强,我们从理论推导出发,对其物理图像进行了详细的阐述。我们的研究提供了在弱驱动和弱非线性下获得强高阶边带的途径,有利于光频梳和芯片光通信的发展。三、我们提出了增强光机械系统非互易性效应的方案。该方案中,我们结合了 PT对称概念和光机械系统,研究了这个组合系统的光传输效应。首先,通过理论推导我们得出了系统的散射矩阵。采用实验上可取得的参数值,我们发现PT对称组合系统的光传输会被放大,可以获得更好的光单向传输效应,取得了隔离率约为40 dB的理论值。同时,通过调制输入光的端口和相对相位值可以控制光信号的输出,系统可以作为光开关和隔离器。我们提出的方案在现有的技术下可以实现,在光器件制作方面有着重要的潜在应用。
修晓明[8]（2014）在《基于弱交叉克尔非线性的量子信息处理》文中提出在线性光学的标准模型下,量子信息处理的效率低、线路复杂。借助相干态,弱交叉克尔非线性可以建立光子之间的相互作用。基于弱交叉克尔非线性的量子信息处理是国际前沿热点课题之一。应用量子非破坏宇称分析,本文提出了确定或随机的量子密钥分发协议、量子隐私比对协议。非破坏宇称分析的应用使得通信效率大幅度地提高。基于弱交叉克尔非线性,本文构造了高效低耗的两光子极化比特控制非门与控制相位门,它们是完成量子信息处理任务的关键部分。无需辅助光子,应用经典前馈技术,实现效率几近100%。应用两光子极化比特控制相位反转门和纠缠门,本文提出了极化纠缠簇态的生成、链接、解链方案。借助双交叉克尔非线性和光子数测量,本文改进了两光子极化比特控制相位门,降低了实现难度及错误率,并以此为基础提出了量子傅里叶变换方案。本篇论文的具体内容安排如下：第一章为绪论：概述选题背景和研究意义；讨论量子信息物理载体的可能候选者；介绍基于非线性光学的量子信息处理；给出本篇论文的主要研究工作和章节安排。第二章介绍量子信息学基础：量子力学基础；信息学基础；量子信息学基本概念与基础知识。第三章提出基于弱交叉克尔非线性的量子密钥分发、量子隐私比对协议。应用基于弱交叉克尔非线性的非破坏宇称分析,提出极化贝尔态的安全共享方案。在此基础上,提出两个量子密钥分发协议和一个第三方辅助的两方量子隐私比对协议。非破坏宇称分析的应用使得通信效率大幅度地提高。第四章提出基于弱交叉克尔非线性的两光子极化比特量子逻辑门的构造方案。是两光子极化比特控制非门,一是两光子极化比特控制相位门。前馈技术提高方案效率；位移测量降低方案错误率；零拍差测量技术成熟、可操作性强。第五章提出两光子极化比特控制相位门的应用：极化纠缠簇态制备与量子傅里叶变换。基于控制相位反转门、分布纠缠门以及简化纠缠门等量子逻辑门,第一节提出极化纠缠簇态的制备、链接、解链等方案。第二节改进两光子极化比特控制相位门,应用双交叉克尔非线性和光子数测量,降低了实验难度与错误率。以此为基础,应用级联的两光子极化比特控制π/2n-1（2≤n≤N）门与阿达马门,本文提出N光子极化比特量子傅里叶变换方案。最后给出全文的总结和展望。
杜少将[9]（2015）在《量子关联动力学演化及其优化调控》文中指出光量子论的诞生对物理学的发展产生了深远影响。描述微观粒子非定域性的重要概念——量子关联,处于量子力学的核心地位,在量子物理中扮演着极其重要的角色。其作为量子通信和量子计算的基本资源引起人们的广泛关注和深入探究,在量子隐形传态、量子计算机、量子密码术等领域有着广泛的应用。由于量子系统不可避免的与环境发生相互耦合,会导致系统量子态的退相干,使得系统在动力学演化过程中会发生量子关联强度的衰减、纠缠突然死亡和量子关联转移等现象,限制了量子关联态在量子信息处理与量子计算中的应用。抑制量子关联态在演化过程中的强度衰减,以及寻求不同环境条件下提高量子关联强度的方法,对于量子信息理论和实验的发展是比较重要且有意义的研究课题。本文主要利用非线性介质和弱测量操作对量子态的影响来优化调控动力学演化过程。内容主要包括以下几个方面:1.研究两二能级原子在封闭系统中的纠缠动力学演化特征。主要针对真空腔场、粒子数态、以及非线性介质腔场下的原子纠缠动力学演化过程进行分析。首先,利用部分转置矩阵负本征值的方法分析纠缠原子在粒子数态和克尔介质环境中的纠缠演化,发现克尔介质环境下纠缠突然死亡现象消失,并可使得量子纠缠态始终保持在高纠缠度值振荡演化。其次,运用共生纠缠的度量方法对初始纠缠的原子与附加类克尔介质的光腔相互作用模型进行研究,发现非线性效应和原子与腔场间的失谐量均可抑制纠缠突然死亡现象的发生。第三,分别研究Nonlinearity Jaynes-Cummings（N-J-C）模型及Jaynes-Cummings（J-C）模型中纠缠动力学,在J-C模型中原子初始纠缠可以发生纠缠突然死亡现象,而在N-J-C模型中利用介质的非线性和失谐量的影响均可避免纠缠突然死亡现象的发生,而且一定程度上几乎可以恢复到原子间初始纠缠值。2.利用弱测量技术研究开放系统中两量子比特的量子关联动力学演化和转移。有纠缠突然死亡现象产生的非最大纠缠初态,经弱测量操作后,在演化过程中不但能够提高量子关联强度,而且能够缩小甚至消除量子比特间纠缠突然死亡的发生时间;对于演化过程中无纠缠突然死亡的非最大纠缠初态,弱测量操作则会降低量子比特间的关联强度;对初始处于最大纠缠态的粒子,弱测量操作不能增强量子比特间纠缠但可以优化量子态的量子失协。弱测量对实现量子关联转移时的破坏极小,能够延迟纠缠的衰减,并可使量子纠缠的转移时间提前。此外,腔场与量子比特间的耦合强度与腔场耗散率间的关系决定了比特间纠缠在腔中的动力学演化,是否表现为马尔科夫过程或者非马尔可夫过程。3.基于弱测量操作研究开放系统动力学过程中量子关联态的优化调控。分别利用共生纠缠和量子失协度量系统量子关联,研究马尔科夫和非马尔科夫热库环境中量子系统的量子关联动力学演化。结果发现在非马尔科夫环境中,弱测量操作在量子关联动力学演化过程中能够缩小量子纠缠突然死亡的发生时间。在马尔科夫环境下量子态的关联强度迅速衰减,弱测量操作仅仅可优化纠缠突然死亡的发生时间。对于初始最大纠缠态的情形,弱测量操作则不能优化动力学演化中的量子纠缠强度。
朱成杰[10]（2014）在《凝聚超冷中性原子气体中的光波混频与散射研究》文中提出玻色-爱因斯坦凝聚（Bose-Einstein condensation,简称BEC）是描述当温度低于某一临界值时玻色子体系中大量粒子凝聚到一个或几个量子态的特殊现象。BEC是量子统计物理学最为基本的结论之一,是一大类宏观量子现象的物理根源,是超导、超流物理学的理论基础。近年来,由于激光冷却与囚禁技术的发展与成功应用,实验物理学家们已能使稀薄原子气体的温度降低到纳开（甚至更低）的数量级,得到超冷量子气体,从而可实现弱相互作用玻色原子（如87Rb,23Na等）气体的BEC及费米原子（6Li,40K等）气体的超低温冷却与量子简并,并进而通过Feshbach共振技术实现费米原子气体的超流以及从BCS态到BEC的渡越（BCS-BEC crossover）。超冷量子气体已成为当前原子与分子物理、非线性与量子光学、统计与凝聚态物理等诸多学科的重要交叉研究领域,无论是从基础物理研究方面一包括光与物质相互作用的奇异量子特性及其调控、强关联体系的量子模拟等,还是从发展高新技术方面—包括原子激光、原子干涉仪、原子芯片、原子钟、量子计算机的研制等,都具有有十分重要的意义。不仅如此,稀薄原子气体BEC的实现为研究相干光场与处于单个量子态上原子系统的有效相互作用提供了崭新的实验研究平台。由于超冷量子气体具有很高的空间与时间相干度,原子的相干运动可使光与量子气体相互作用的物理机制发生变化。与被动参与相互作用的正常气体不同,超冷量子气体中原子的相干运动可主动参与光与原子间的能量、动量交换,由此不仅可改变原子的密度分布与量子态的相干性,而且还可影响体系内部相干光场的产生、光场的线性与非线性传播等一系列物理特性,使得光与超冷量子气体间的相互作用研究成为近年来备受重视的课题。有关研究不仅有助于了解光与量子气体相互作用的新奇物理特性,而且在原子光子的量子操控等方面具有潜在的应用前景。光与超冷量子气体相互作用的理论研究大致可分为两类。一类是基于光场的动力学演化,即经典的集体原子反冲激光（Collective Atomic Recoil Laser,简称CARL）模型。在这类研究中,量子气体的凝聚特性被忽略。另一类则是基于量子气体的凝聚性质,即凝聚态模型。这类研究忽略了光场的传播与演化。因为两种方法各有偏颇,或者说所关注的焦点不同,所以只能得到一些片面的结果。有鉴于此,我们采取的基本研究方案是将CARL模型与凝聚态模型有效的结合,通过二次量子化的理论框架导出光与超冷量子气体相互作用的基本方程组,并利用Bogoliubov分解有效地考虑了量子气体的凝聚特征及相关集体激发的贡献。基于以上方案本论文详细研究了光在超冷凝聚量子气体中的散射与混频过程。主要研究结果包括以下几个方面：1. Rayleigh超辐射散射过程中非线性效应导致散射场的自聚焦现象。我们利用长脉冲激光（脉冲宽度>200μs）入射87Rb BEC系统,使BEC系统中的原子发生Rayleigh散射。根据二次量子化的理论框架,我们详细导出了描述Rayleigh散射的理论模型。通过数值求解了散射场的传播方程与凝聚体的GP方程,我们发现在红失谐情况下散射场的光束宽度随着传播距离的增加而减小,这是因为凝聚体的非均匀密度分布使散射场发生囚禁,并提供足够的非线性效应使散射场产生自聚焦现象。同时,快速增强的散射场与原子密度的非均匀分布使散射场获得更大的增益,并使凝聚体密度发生横向压缩,产生高效的原子反冲运动。在BEC的理论研究中,我们首次考虑了光在传播过程中的非线性光学效应,并证明光场的非线性效应不仅无法被忽略,同时还可产生长脉冲、弱光自聚焦现象。2.凝聚超冷中性原子气体中高效、定向混频光的产生。基于二次量子化的理论框架,我们严格导出了光在单分量量子气体中的混频与散射模型。在超冷量子气体中,由原子集体激发与反冲运动引起的光学现象在本质上都是受激Raman/超Raman过程。在同向散射过程中,虽然凝聚体集体激发的能量补偿了激光场的相位失配,但凝聚体的结构因子抑制了散射光的产生。在反向散射过程中,类似于自由粒子散射的凝聚体结构因子与Bogoliubov色散关系导致了高效的混频光产生,以及显着的原子反冲运动。与“被动”参与光混频与散射过程的正常气体不用,量子气体以集体激发的方式“主动”参与光混频与散射过程,并导致在量子气体中产生高效、定向的混频光。同时,基于量子气体中高效、定向的混频光产生机制,我们提出了在氢原子BEC系统中利用三次谐波技术实现高效紫外光产生的实验方案。3.利用Rayleigh散射实现广义相对论中视界现象的BEC模拟。我们研究了87Rb原子BEC系统中介质折射率在光散射过程中的动力学增强。利用一束长脉冲的泵浦光耦合D2线能级跃迁,我们发现原子在散射过程中产生快速增强的散射场,凝聚体密度的非均匀分布使散射场发生自聚焦。散射场的增强使凝聚体在横向中心位置处产生密度凸起,凸起的凝聚体密度随散射场一起以超慢的速度沿凝聚体的长轴传播。当一束延迟注入的探测光脉冲追上凝聚体的密度凸起时,其群速度因介质密度的增大而减小,从而无法超过凝聚体的密度凸起。该过程类似于广义相对论中的动力学白洞视界,为在实验上探究天体物理与广义相对论提供了可行的研究方案。另一方面,我们利用主动Raman增益（ARG）实现中性原子气体中光的传播与操控。研究结果主要包括以下几个方面：1.三能级ARG系统中探测光在非均匀泵浦光作用下的大角度偏转现象。利用非均匀分布的泵浦光,我们在三能级ARG原子介质中实现了大角度的光偏转现象。利用Eikonal近似,我们推导了三能级ARG系统中探测光偏转角的解析表达式,并发现比三能级电磁诱导透明（EIT）系统中探测光的偏转角大1个数量级。为了验证该近似的正确性,我们数值求解探测光的Maxwell方程,并发现在小角度近似的情况下探测光的动力学演化可用半经典的Eikonal近似来描述。同时,我们基于ARG系统中大角度的光偏转现象提出了两个光通讯方面的应用,即在半导体混合量子阱系统中实现多频率光波分离器与在多层原子气体中实现光学隐身。2.四能级Tripod型ARG系统中大角度的Faraday旋转现象。我们研究了相干驱动的四能级ARG热原子介质中线性与非线性Faraday偏转效应。通过利用多重尺度法,我们在慢变包络近似下导出了线偏振探测光中左旋与右旋分量的耦合动力学包络方程。在弱磁场作用下,我们发现在ARG介质中探测光的Faraday偏转角可达π,且探测光在偏转过程中可获得增益。与传统的EIT系统相比,利用ARG实现Faraday偏转具有更高的效率,同时克服了偏转过程中介质对探测光的吸收。3.N型ARG系统中π相位旋转与极化偏转门的实现。我们在室温原子气体中实现了低光强、全光原子可控非门（controlled-NOT gates,简称CNOT）/极化偏转门。利用弱光极化选择Kerr相移（Polarization Selective Kerr Phase Shift,简称PSKPS）技术,我们使线偏振探测光的左旋（右旋）分量获得π相位旋转,而右旋（左旋）分量的相位不发生改变。在离开介质时,探测光的偏振方向发生了90°旋转,且具有很高的保真度与超快的响应速度。利用PSKPS技术,人们可在空心光子晶体光纤中实现单光子比特的CNOT门,该技术在量子信息、量子通信领域具有广阔的应用前景。
二、虚光场对克尔介质中受激原子统计性质的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、虚光场对克尔介质中受激原子统计性质的影响（论文提纲范文）
（1）耦合双腔光力系统中的量子光学效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景介绍 |
| 1.2 腔光力系统及其研究进展 |
| 1.2.1 原子-腔光力系统 |
| 1.2.2 双腔光力系统 |
| 1.2.3 原子-双腔光力系统 |
| 1.2.4 四波混频效应 |
| 1.2.5 慢光效应 |
| 1.2.6 光学双稳效应 |
| 1.3 本论文的研究内容以及全文结构 |
| 第2章 耦合双腔光力系统中的四波混频效应 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论模型和计算方法 |
| 2.2.1 耦合双腔光力系统的理论模型 |
| 2.2.2 耦合双腔光力系统中四波混频的计算方法 |
| 2.3 四波混频效应的结果和讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 耦合双腔光力系统中的慢光效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型和计算方法 |
| 3.2.1 理论模型 |
| 3.2.2 耦合双腔光力系统中慢光效应的计算方法 |
| 3.3 慢光效应的数值计算与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 耦合双腔光力系统中的光学双稳效应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型和计算方法 |
| 4.2.1 理论模型 |
| 4.2.2 耦合双腔光力系统中光学双稳效应的计算方法 |
| 4.3 光学双稳效应的数值计算与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结 |
| 附录 海森堡-朗之万运动方程的求解过程 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）有损情况下基于光-原子混合干涉仪的量子无损测量（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文研究背景介绍 |
| 1.2 本文的研究内容 |
| 第二章 干涉仪的发展历程及损耗理论 |
| 2.1 干涉仪发展的历史 |
| 2.2 SU(2)干涉仪介绍 |
| 2.3 SU(1,1)干涉仪介绍 |
| 2.4 光‐原子混合干涉仪的损耗理论 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 量子无损测量的简介及其理论 |
| 3.1 量子无损测量的简介 |
| 3.2 量子无损测量的相关理论 |
| 3.3 QND 的评判标准 |
| 3.4 QND 的实验发展历程 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 有损情况下基于光-原子混合干涉仪的量子无损测量 |
| 4.1 光‐原子混合SU(1,1)干涉仪量子无损测量 |
| 4.2 有损情况下的量子无损测量判据 |
| 4.3 损耗对于量子无损测量判据的影响及原理分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（3）药物分子光敏过程中的电荷转移研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 本论文创新点 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪言 |
| 1.1 分子激发态动力学 |
| 1.1.1 分子能级与轨道跃迁 |
| 1.1.2 激发态动力学 |
| 1.1.3 分子势能曲线 |
| 1.2 药物分子光敏过程中的超快电荷转移 |
| 1.2.1 药物分子的光敏过程简介 |
| 1.2.2 超快电荷转移过程简介 |
| 1.2.3 分子基团与电负性 |
| 1.2.4 超快电荷转移过程的物理机制 |
| 1.2.5 药物分子光敏过程中的超快电荷转移 |
| 1.3 超快电荷转移的研究方法 |
| 1.3.1 飞秒瞬态吸收光谱 |
| 1.3.2 飞秒时间分辨荧光上转换光谱 |
| 1.3.3 飞秒时间分辨光克尔荧光光谱 |
| 1.3.4 飞秒瞬态红外吸收光谱 |
| 1.3.5 基于条纹相机的皮秒时间分辨荧光光谱 |
| 1.3.6 纳秒瞬态吸收光谱 |
| 1.3.7 纳秒时间分辨激光诱导荧光 |
| 1.3.8 拉曼光谱 |
| 1.4 本文的研究背景和内容 |
| 1.4.1 本文的研究背景 |
| 1.4.2 本文的研究内容 |
| 第二章 飞秒瞬态吸收光谱技术和实验装置 |
| 2.1 飞秒瞬态吸收光谱技术原理 |
| 2.1.1 飞秒泵浦-探测技术 |
| 2.1.2 飞秒瞬态吸收光谱技术 |
| 2.1.3 瞬态吸收光谱信号的物理意义解释 |
| 2.2 飞秒激光器系统 |
| 2.2.1 泵浦光源 |
| 2.2.2 钛宝石振荡器 |
| 2.2.3 超短脉冲放大系统 |
| 2.3 非线性光学技术 |
| 2.3.1 倍频技术 |
| 2.3.2 光参量放大 |
| 2.3.3 非共线相位匹配 |
| 2.3.4 非共线光参量放大(NOPA) |
| 2.4 瞬态吸收实验装置 |
| 2.4.1 泵浦-探测光路 |
| 2.4.2 样品池系统 |
| 2.4.3 光谱探测系统 |
| 2.4.4 自动数据采集系统 |
| 2.5 瞬态吸收光谱信号的处理 |
| 2.5.1 去背景 |
| 2.5.2 时间零点修正 |
| 2.5.3 单波长拟合 |
| 2.5.4 全局拟合 |
| 2.5.5 动力学拟合 |
| 第三章 9-蒽醛的激发态电荷转移和系间交叉过程 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验条件与量子化学计算设置 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 量子化学计算结果 |
| 3.3.2 实验结果 |
| 3.4 讨论与分析 |
| 3.4.1 电荷转移过程 |
| 3.4.2 单重态到三重态的系间交叉 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 氧氟沙星的超快光致电荷转移过程研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验条件与量子化学计算设置 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 稳态吸收光谱与量子化学计算 |
| 4.3.2 飞秒瞬态吸收光谱 |
| 4.3.3 光致电荷转移过程 |
| 4.3.4 系间交叉过程与回到基态 |
| 4.3.5 系间交叉的量子产率 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 1-氨基蒽醌的光致电荷转移动力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验条件与量子化学计算设置 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 稳态吸收光谱与量子化学计算结果 |
| 5.3.2 飞秒瞬态吸收光谱 |
| 5.3.3 分子内氢键作用 |
| 5.3.4 扭转伴随的分子内电荷转移(TICT)过程 |
| 5.3.5 系间交叉过程与其它过程 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介,以及在校期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）基于热Rb原子系统频率简并双模压缩光的制备与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 第二章 量子光学基础与压缩光 |
| 引言 |
| 2.1 光场的正交分量 |
| 2.2 光场和量子的谐振子模型 |
| 2.3 光场的FOCK态表象 |
| 2.4 光学数态的正交分量 |
| 2.5 相干态 |
| 2.6 光场压缩态 |
| 2.7 双模压缩态 |
| 2.8 量子光学实验测量基础知识 |
| 2.8.1 直接探测 |
| 2.8.2 Homodyne和Heterodyne测量技术 |
| 2.9 小结 |
| 第三章 四波混频与能级调控 |
| 3.1 压缩光的实验制备 |
| 3.1.1 晶体中的二阶非线性SHG |
| 3.1.2 晶体中的OPA和OPO |
| 3.1.3 Kerr effect克尔效应 |
| 3.1.4 四波混频 |
| 3.2 双泵浦激发四波混频 |
| 3.3 简并双模光场的制备 |
| 3.4 运用光泵浦对四波混频过程的能级调控 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 非线性量子干涉仪 |
| 4.1 相位测量中的量子噪声 |
| 4.2 线性干涉仪中的量子噪声及突破 |
| 4.3 非线性量子干涉仪 |
| 4.3.1 SU(1,1)非线性干涉仪 |
| 4.3.2 PA+BS混合非线性干涉仪 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 附录：反馈锁定系统 |
| 参考文献 |
| Little joke: 量子毕业动力学过程 |
| 攻读研究生期间发表的科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于随机共振的弱光信号非线性重构技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 弱光信号探测技术概述 |
| 1.1.1 传统弱光信号探测技术 |
| 1.1.2 新型弱光信号探测技术 |
| 1.2 随机共振理论概念及其发展 |
| 1.2.1 随机共振理论三要素 |
| 1.2.2 随机共振性能的衡量 |
| 1.2.3 随机共振理论的发展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于表面等离子体双稳态的信号随机共振重构 |
| 2.1 双稳态效应 |
| 2.1.1 双稳态的定义与机理 |
| 2.1.2 光学双稳态的分类 |
| 2.1.3 光学双稳态的产生 |
| 2.1.4 基于光学双稳态的随机共振重构理论 |
| 2.2 表面等离子体光学双稳态 |
| 2.2.1 基于Kretschmann结构的光学双稳态 |
| 2.2.2 光学双稳态方程 |
| 2.3 强噪声湮没的时域信号随机共振重构 |
| 2.3.1 失谐量与传播常数 |
| 2.3.2 双稳态响应时间 |
| 2.3.3 光束与反馈腔设计 |
| 2.3.4 信号重构适应性研究 |
| 2.3.5 性能统计分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光学时空混沌噪声信号随机共振重构 |
| 3.1 光学混沌基本概念 |
| 3.1.1 混沌态定义 |
| 3.1.2 典型的光学混沌模型 |
| 3.1.3 光学混沌产生方法 |
| 3.2 光学混沌应用 |
| 3.3 光学时空混沌噪声信号随机共振重构 |
| 3.3.1 基于双稳态效应的混沌噪声信号随机共振重构 |
| 3.3.2 基于调制不稳定性的混沌噪声信号随机共振重构 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于调制不稳定性的脉冲图像随机共振重构 |
| 4.1 空间部分相干光 |
| 4.1.1 空间部分相干光产生机理 |
| 4.1.2 空间部分相干光描述方法 |
| 4.2 部分相干光调制不稳定性 |
| 4.2.1 调制不稳定性机理描述 |
| 4.2.2 调制不稳定性增益函数 |
| 4.3 噪声湮没图像信号的随机共振重构 |
| 4.3.1 空间部分相干噪声的产生 |
| 4.3.2 相干长度与图像特征长度 |
| 4.3.3 光折变晶体及带输运理论 |
| 4.3.4 空域强噪声湮没的弱光图像信号重构 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于交叉调制不稳定性的乘性噪声图像重构 |
| 5.1 乘性噪声图像特征 |
| 5.2 基于单光束自调制不稳定性的乘性噪声图像随机共振重构 |
| 5.3 基于交叉调制不稳定性的乘性噪声图像随机共振重构 |
| 5.4 乘性噪声湮没的弱光图像随机共振重构 |
| 5.4.1 随机共振光路设计 |
| 5.4.2 相干长度调控与晶体选择 |
| 5.4.3 参数调谐随机共振重构 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 展望与预期 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）自锁模自受激拉曼激光器的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 全固态自锁模激光器 |
| 1.1.1 自锁模激光器概述 |
| 1.1.2 自锁模激光器研究现状 |
| 1.2 全固态受激拉曼激光器 |
| 1.2.1 受激拉曼散射概述 |
| 1.2.2 固体受激拉曼激光器研究现状 |
| 1.3 全固态自受激拉曼激光器 |
| 1.3.1 自受激拉曼调Q激光器研究现状 |
| 1.3.2 自受激拉曼锁模激光器研究现状 |
| 1.3.3 连续自受激拉曼激光器研究现状 |
| 1.4 涡旋激光器发展现状 |
| 1.5 论文的研究意义及结构安排 |
| 2 自锁模和自受激拉曼激光器基础理论分析与研究 |
| 2.1 光学晶体性能研究 |
| 2.1.1 激光晶体特性分析 |
| 2.1.2 拉曼晶体特性分析 |
| 2.2 全固态自锁模激光器理论 |
| 2.2.1 激光晶体热效应理论 |
| 2.2.2 自锁模激光器原理 |
| 2.2.3 激光器谐振腔矩阵理论 |
| 2.3 受激拉曼散射理论 |
| 3 亚吉赫兹皮秒自锁模激光器研究 |
| 3.1 自锁模激光器理论研究 |
| 3.2 自锁模谐波激光器研究 |
| 3.2.1 自锁模谐波激光器设计 |
| 3.2.2 自锁模谐波激光器实验研究 |
| 3.3 亚吉赫兹自锁模激光器研究 |
| 3.3.1 亚吉赫兹自锁模激光器设计 |
| 3.3.2 亚吉赫兹自锁模激光器实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 皮秒自锁模绿光激光器研究 |
| 4.1 自锁模激光器中非线性锁模现象的理论研究 |
| 4.1.1 非线性锁模现象的产生机理 |
| 4.1.2 非线性锁模现象的庞加莱空间映射 |
| 4.2 自锁模绿光激光器的优化研究 |
| 4.2.1 自锁模绿光激光器优化设计 |
| 4.2.2 自锁模绿光激光器实验研究 |
| 4.3 高重复频率自锁模绿光激光器研究 |
| 4.3.1 高重复频率自锁模绿光激光器优化设计 |
| 4.3.2 高重复频率自锁模绿光激光器实验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 自锁模自受激拉曼频移激光器研究 |
| 5.1 自锁模自受激拉曼激光理论研究 |
| 5.1.1 自锁模自拉曼激光器动力学过程研究 |
| 5.1.2 自锁模自拉曼激光动力学平衡过程研究 |
| 5.2 Nd:YVO_4自锁模自拉曼激光器特性研究 |
| 5.2.1 Nd:YVO_4自锁模自拉曼激光器优化设计 |
| 5.2.2 Nd:YVO_4自锁模自拉曼激光器实验研究 |
| 5.3 Nd:GdVO_4自锁模自拉曼激光器特性研究 |
| 5.3.1 Nd:GdVO_4自锁模自拉曼激光器优化设计 |
| 5.3.2 Nd:GdVO_4自锁模自拉曼激光器实验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 自锁模涡旋激光器研究 |
| 6.1 涡旋光及像散模式转换器理论研究 |
| 6.2 自锁模涡旋激光器优化设计 |
| 6.3 自锁模涡旋激光器实验研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）腔量子系统中的高阶边带和光传输特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪言 |
| 1.1 腔QED系统 |
| 1.2 腔光机械系统 |
| 1.3 PT对称理论与光学PT对称结构 |
| 1.4 本课题研究的主要内容和意义 |
| 2 腔QED系统的非线性光传输特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统模型及实验可行性 |
| 2.3 高阶边带的产生和调控 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 PT对称光腔系统中的高阶边带增强效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PT对称非线性系统模型 |
| 3.3 PT对称系统中高阶边带增强效应 |
| 3.4 讨论和小结 |
| 4 PT对称组合光机械系统中的非互易光传输效应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三模光机械系统中的非互易传输效应 |
| 4.3 PT对称组合光机械系统 |
| 4.4 数值模拟结果及相关讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读学位期间发表论文目录 |
（8）基于弱交叉克尔非线性的量子信息处理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| CONTENTS |
| 插图目录 |
| 表格目录 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 量子信息学的建立与研究进展 |
| 1.1.1 量子力学的建立 |
| 1.1.2 量子通信与量子计算研究进展 |
| 1.1.3 量子计算机以及量子网络实现的判据以及研究进展 |
| 1.2 量子信息物理载体的可能候选者 |
| 1.2.1 液态核磁共振系统 |
| 1.2.2 中性原子与腔量子电动力学系统 |
| 1.2.3 离子阱系统 |
| 1.2.4 量子点系统 |
| 1.2.5 固体系统 |
| 1.3 基于非线性光学的量子信息处理 |
| 1.3.1 线性光学方法 |
| 1.3.2 光学交叉克尔非线性方法 |
| 1.3.3 基于弱交叉克尔非线性的量子信息处理的研究背景与意义 |
| 1.4 本文主要研究工作和章节安排 |
| 2 量子信息学基础 |
| 2.1 量子力学基础 |
| 2.1.1 量子态叠加原理 |
| 2.1.2 量子不可克隆定理 |
| 2.1.3 密度算符与密度矩阵 |
| 2.2 信息学基础 |
| 2.2.1 信息量与香农熵 |
| 2.2.2 冯·诺依曼熵 |
| 2.3 量子信息学基本概念 |
| 2.3.1 量子比特与布洛赫球 |
| 2.3.2 量子纠缠 |
| 2.3.3 常见的纠缠态 |
| 2.3.4 量子逻辑门 |
| 3 基于弱交叉克尔非线性的量子密钥分发与量子隐私比对 |
| 3.1 交叉克尔非线性 |
| 3.2 基于弱交叉克尔非线性的非破坏宇称分析与量子密钥分发 |
| 3.2.1 研究背景与意义 |
| 3.2.2 基于量子非破坏宇称分析的贝尔态安全分布 |
| 3.2.3 两个量子密钥分发协议 |
| 3.2.4 量子密钥分发协议的效率和安全性分析 |
| 3.3 基于弱交叉克尔非线性第三方辅助的两方隐私比对 |
| 3.3.1 研究背景与意义 |
| 3.3.2 第三方辅助的极化纠缠贝尔态的安全分发 |
| 3.3.3 第三方辅助的两方量子隐私比对 |
| 3.3.4 量子隐私比对协议的效率与安全性分析 |
| 3.3.5 协议实现的可行性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于弱交叉克尔非线性的两光子极化比特量子逻辑门 |
| 4.1 基于弱交叉克尔非线性的两光子极化比特控制非门 |
| 4.1.1 研究背景与意义 |
| 4.1.2 基于弱交叉克尔非线性的两光子极化比特控制非门的构造 |
| 4.1.3 两光子极化比特控制非门实现的详细进程 |
| 4.1.4 退相干对两光子极化比特控制非门的影响 |
| 4.2 基于弱交叉克尔非线性的两光子极化比特控制相位门 |
| 4.2.1 研究背景与意义 |
| 4.2.2 两光子极化比特控制相位门的构造 |
| 4.2.3 两光子极化比特控制相位门的成功概率与方案实现可行性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于弱交叉克尔非线性的光子极化纠缠簇态制备与量子傅里叶变换 |
| 5.1 基于弱交叉克尔非线性的光子极化纠缠簇态的制备 |
| 5.1.1 研究背景与意义 |
| 5.1.2 基于单光子叠加态的标准多光子极化纠缠簇态的制备 |
| 5.1.3 链接标准的多光子极化纠缠簇态 |
| 5.1.4 标准多光子极化纠缠簇态的解链 |
| 5.2 基于弱交叉克尔非线性的光子极化比特量子傅里叶变换 |
| 5.2.1 研究背景与意义 |
| 5.2.2 基于弱交叉克尔非线性的光子极化比特量子傅里叶变换 |
| 5.2.3 测量方法错误率分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 创新点摘要 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）量子关联动力学演化及其优化调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 量子关联 |
| 1.2.1 量子纠缠 |
| 1.2.2 量子失协（QUANTUM DISCORD） |
| 1.3 封闭系统模型 |
| 1.3.1 BUCK-SUKUMAR模型 |
| 1.3.2 克尔非线性模型 |
| 1.3.3 DICKE-TAVIS-CUMMINGS模型 |
| 1.3.4 NONLINEARITY JAYNES-CUMMINGS（N-J-C）模型 |
| 1.4 开放系统模型 |
| 1.4.1 马尔科夫过程 |
| 1.4.2 非马尔科夫过程 |
| 1.5 量子测量技术及应用 |
| 1.5.1 量子测量理论 |
| 1.5.2 弱测量及波函数的直接测量 |
| 1.6 全文的内容安排 |
| 第2章 封闭系统中的量子关联动力学优化方案研究 |
| 2.1 非线性环境中的量子纠缠演化 |
| 2.1.1 理论模型 |
| 2.1.2 纠缠的动力学演化 |
| 2.1.3 非线性克尔介质对量子纠缠动力学的影响 |
| 2.1.4 数值计算和讨论 |
| 2.2 类克尔环境中的纠缠动力学 |
| 2.2.1 理论模型和分析 |
| 2.2.2 腔场粒子数态下的量子纠缠动力学 |
| 2.2.3 利用非线性效应优化纠缠动力学 |
| 2.2.4 失谐量对纠缠的影响 |
| 2.3 线性和非线性模型中的纠缠动力学 |
| 2.3.1 J-C模型中的纠缠动力学 |
| 2.3.2 N-J-C模型中的纠缠演化 |
| 2.3.3 数值计算和分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 开放系统中量子关联动力学演化特征及转移 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 原子、腔、热库三体系统 |
| 3.3 弱测量影响下的量子关联演化特征 |
| 3.4 弱测量作用下的量子关联转移 |
| 3.5 耦合强度和耗散率对量子关联演化的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于弱测量操作实现对量子关联动力学的优化调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型 |
| 4.2.1 单量子比特在热库中的动力学演化 |
| 4.2.2 两量子比特的动力学演化理论分析方案 |
| 4.2.3 弱测量操作对量子比特动力学演化的操作 |
| 4.3 初始为纯态的量子系统经弱测量操作后的理论计算 |
| 4.4 量子比特间的纠缠数值模拟 |
| 4.4.1 非马尔可夫环境下弱测量对初始态为?的动力学演化的影响 |
| 4.4.2 非马尔可夫环境下弱测量对初始态为?的动力学演化的影响 |
| 4.4.3 马尔科夫环境下的动力学演化 |
| 4.5 结论 |
| 第5章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
（10）凝聚超冷中性原子气体中的光波混频与散射研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 激光冷却与囚禁 |
| 1.1.1 激光冷却与磁阱囚禁 |
| 1.1.2 蒸发冷却 |
| 1.2 超冷中性原子气体玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的实验实现 |
| 1.3 超冷中性原子气体BEC的研究现状 |
| 1.4 光在超冷中性原子BEC中散射现象的研究 |
| 1.4.1 BEC中的超辐射现象 |
| 1.4.2 BEC中的Bragg散射现象 |
| 1.5 论文结构 |
| 第二章 超冷中性原子气体的量子多体理论 |
| 2.1 玻色子与费米子 |
| 2.2 理想玻色气体的统计理论 |
| 2.3 次量子化 |
| 2.4 超冷中性原子的量子多体理论 |
| 2.5 光与凝聚超冷中性原子相互作用的量子多体理论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 凝聚超冷中性原子气体中的Rayleigh超辐射 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Dicke超辐射 |
| 3.3 Rayleigh超辐射的小信号理论 |
| 3.4 Rayleigh超辐射中的自聚焦理论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 凝聚超冷中性原子气体中的高效定向光波混频 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 凝聚超冷中性原子气体的光波混频及其与正常气体的差别 |
| 4.2.1 量子气体中的光混频现象 |
| 4.2.2 正常气体中的光混频现象 |
| 4.3 凝聚超冷中性原子气体中高效紫外光波的产生 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 广义相对论中视界现象的BEC模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验中模拟视界现象的研究进展 |
| 5.3 视界现象的BEC模拟 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于主动Raman增益(ARG)实现中性原子气体中的光传播的操控 |
| 6.1 主动拉曼增益及其研究进展 |
| 6.2 基于ARG的大角度光偏转 |
| 6.2.1 基于光偏转在Hybrid量子阱中实现多波束分离器 |
| 6.2.2 基于光偏转在Hybrid原子气体中实现光学隐身 |
| 6.3 基于ARG增益机制的高效法拉第旋转 |
| 6.4 基于ARG的π相位旋转与偏振旋转门的实现 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 拟开展的进一步工作 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、虚光场对克尔介质中受激原子统计性质的影响（论文参考文献）
- [1]耦合双腔光力系统中的量子光学效应[D]. 尚蕾. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]有损情况下基于光-原子混合干涉仪的量子无损测量[D]. 樊东辉. 华东师范大学, 2020(11)
- [3]药物分子光敏过程中的电荷转移研究[D]. 周淼淼. 中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所), 2019(08)
- [4]基于热Rb原子系统频率简并双模压缩光的制备与应用[D]. 贾俊. 华东师范大学, 2019(09)
- [5]基于随机共振的弱光信号非线性重构技术研究[D]. 韩靖. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2018(06)
- [6]自锁模自受激拉曼激光器的研究[D]. 李柞涵. 北京交通大学, 2017(09)
- [7]腔量子系统中的高阶边带和光传输特性研究[D]. 李佳慧. 华中科技大学, 2017(10)
- [8]基于弱交叉克尔非线性的量子信息处理[D]. 修晓明. 大连理工大学, 2014(07)
- [9]量子关联动力学演化及其优化调控[D]. 杜少将. 曲阜师范大学, 2015(01)
- [10]凝聚超冷中性原子气体中的光波混频与散射研究[D]. 朱成杰. 华东师范大学, 2014(01)