量子光学

摘要： 光既可以携带自旋角动量,也可以携带轨道角动量。自1992年由Allen等提出光学轨道角动量的基本概念以来,光学轨道角动量已吸引了越来越多学者的研究兴趣。光学轨道角动量具有无限带宽以及不同模式相互正交等特点,这使得通过光学轨道角动量来传递信息变成一项十分有前景的技术。在概述光学轨道角动量基本概念的基础上,重点综述了在连续变量系统中利用四波混频过程制备光学轨道角动量复用的纠缠源,包括13对复用的连续变量纠缠确定性产生、9组光学轨道角动量复用的三组份纠缠的制备、基于66个光学轨道角动量模式的大规模量子网络的实现,以及光学轨道角动量复用纠缠源的最新应用,包括利用光学轨道角动量复用的连续变量纠缠实现9通道全光量子隐形传态以及光学轨道角动量复用型量子密集编码。

摘要： 一、《量子电子学报》是由中国科学院主管、中国光学学会基础光学专业委员会和中国科学院合肥物质科学研究院主办、科学出版社出版的学术刊物,中文物理学类核心期刊。主要报道基础光学、量子光学、非线性光学、激光物理、激光化学、激光光谱学、激光生物学、集成光学、纤维光学、光电子学、光学器件与仪器等学科所取得的具有创新意义的学术成果,重要阶段性成果的研究简讯,颇有心得的教学研究.

摘要： 一、《量子电子学报》是由中国科学院主管、中国光学学会基础光学专业委员会和中国科学院合肥物质科学研究院主办、科学出版社出版的学术刊物,中文物理学类核心期刊。主要报道基础光学、量子光学、非线性光学、激光物理、激光化学、激光光谱学、激光生物学、集成光学、纤维光学、光电子学、光学器件与仪器等学科所取得的具有创新意义的学术成果,重要阶段性成果的研究简讯,颇有心得的教学研究,以及反映这些学科国际、国内发展的概况和动态,具有一定深度和广度的综述和对重要学术会议活动的介绍等。

摘要： 史保森,中国科学技术大学物理学院二级教授,中国光学学会光量子科学与技术专委会委员。曾入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”,获得国家基金委杰出青年基金支持。从事量子信息、非线性光学、集成光学及量子光学的理论和实验研究,近年来在Nat.Photon.,Nat.Commun.,PRL/X等著名学术刊物以第一/通信作者发表论文100余篇。获中国光学学会光学科技奖一等奖(排名第一)和安徽省自然科学一等奖(排名第一)及2014、2016和2018年中科院优秀导师奖。

摘要： 具有螺旋相位的涡旋光因其坡印廷矢量绕轴旋转而携带光子轨道角动量,其产生和变换也伴随着轨道角动量的变化。光子轨道角动量在经典光学与量子信息领域均受到强烈的关注。目前已开发出一系列轨道角动量加载和调制的成熟方法,光取向液晶叉型光栅就是其中重要一类。光取向技术适用于液晶微结构的高分辨灵活制备,极大地提升了涡旋光及其阵列的产生与调制能力。综述了光取向液晶叉型光栅在涡旋光场产生与调制方面的相关研究,具体介绍了二元与偏振叉形光栅、达曼叉形光栅、具有螺旋结构的达曼叉形光栅在涡旋光场产生及其阵列化和宽带应用方面的最新进展。

摘要： 光子轨道角动量具有光学涡旋结构和高维特性,在经典和量子领域都展示出巨大的应用潜力。基于本课题组的研究工作,综述了如何在实验上实现高维量子逻辑门,如三比特的Toffoli门和Fredkin门等,以及利用偏振和轨道角动量的超纠缠特性对不同模式的振幅和相位进行调制。进一步介绍了深度学习算法在坐标系未校准条件下进行光子轨道角动量模式精确识别的应用研究。此外,还介绍了利用量子隐形传态技术实现不同光学自由度间量子态传输以及四维光子轨道角动量贝尔态的制备方案。

摘要： 近年来,量子纠缠在量子通信、量子计算等方面得到广泛的应用,因此制备高性能多样化的集成量子多组份纠缠源具有重要的研究意义。利用可调谐激光器泵浦氮化硅微环谐振腔,在三阶非线性效应的作用下谐振腔内会发生四波混频现象,产生信号光和闲置光。基于信号光和闲置光之间是否存在纠缠的纠缠判据,计算出各组份信号光与闲置光之间的纠缠度。结果显示微环谐振腔可以产生八对双组份连续变量量子纠缠态。该纠缠源系统具有体积小、功耗低、易于集成的优势,在集成光量子芯片领域中具有较重要的研究价值。

摘要： 数据协商是量子密钥分发(QKD)协议的重要步骤之一,其协商效率直接影响着QKD的密钥率。为此,提出一种基于级联Polar码和多级译码方法的连续变量QKD数据协商协议,该协议在多级编码调制系统的基础上,利用纠错性能更好的级联Polar码作为分量码应用到多级译码中。仿真分析了该协议的性能,结果表明所提出协议的协商效率极大提高,同时密钥的比特错误率也极大地降低,当信噪比等于0.5 dB时该协议的误比特率小于10^(-3)。研究结果对连续变量QKD的应用具有重要价值。

摘要： 一、《量子电子学报》是由中国科学院主管、中国光学学会基础光学专业委员会和中国科学院合肥物质科学研究院主办、科学出版社出版的学术刊物,中文物理学类核心期刊。主要报道基础光学、量子光学、非线性光学、激光物理、激光化学、激光光谱学、激光生物学、集成光学、纤维光学、光电子学、光学器件与仪器等学科所取得的具有创新意义的学术成果,重要阶段性成果的研究简讯,颇有心得的教学研究,以及反映这些学科国际、国内发展的概况和动态,具有一定深度和广度的综述和对重要学术会议活动的介绍等。

摘要： 采用二维纳米材料作周期性排列设计了一种湿敏型一维光子晶体纳米结构,并基于多层介质的传输矩阵光学特性,研究了所设计传感结构的透射光谱的湿敏光学特性及其湿敏禁带特性,以及在TE和TM两种光波传播模式下一维光子晶体能带结构的光子禁带与环境湿度之间的变化关系。结果表明:TE模式和TM模式下,在0%~100%的相对湿度变化范围内,一维光子晶体具有显著的光子禁带,且光子禁带的初始波长、截止波长及禁带宽度都随环境湿度呈二次方规律变化。

摘要： 从事量子信息、量子光学和非平衡态动力学研究：超越Born-Markovian近似，我们建立了从复合系统的能谱特性认识系统退相干的研究范式，研究了二能级系统与谐振子系统的退相干动力学，伴随着系统与环境束缚态的形成，总体系将发生量子相变，退相干将发生反常行为，正则热化将违背，纠缠将保持，系统将获得更小的量子速度极限时间和非马尔科夫度，揭示了一种退相干的抑制策略，通过操控谱密度获得束缚态。

摘要： 轨道角动量（OAM）是光的一个重要参数，关于OAM光的产生、操控、识别和应用已经成为近年来研究的一个热点。将OAM的研究与传统光学、量子光学、保密通信等领域结合，必将产生新的物理现象和应用前景。

摘要： 红外、微光夜视、激光等光电技术广泛应用于搜索跟瞄、制导等军事领域,在国防武器装备信息化中发挥着重要作用,对国防光学计量也提出了更高的要求.国防光学计量一方面向真空紫外、远红外和太赫兹波段延伸,辐射量值向极强和极弱拓展;另一方面,从单设备和单参数计量向非常规环境下现场光电系统整机性能参数动态计量方向发展.本文首先综述了国防光学一级计量站的概况和研究现状,然后介绍了国防光学计量基础技术、武器系统整机综合参数计量技术和前沿光学计量技术三个研究方向的最新研究进展.国防光学计量基础技术方向主要介绍了红外、激光、紫外、光谱光度、成像、光学材料、微光夜视等专业的研究进展;武器系统整机综合参数计量技术方向主要介绍了为光电武器系统提供计量保障的研究进展;前沿光学计量技术方面主要介绍了在太赫兹、量子光学、水下光电成像等领域开展的计量研究工作.最后,分析了国防光学计量的发展趋势和方向.

摘要： 光子轨道角动量量子态具有高维和光学涡旋特性,在经典和量子领域展示出了巨大的应用潜力,目前对其研究已成为物理学的一个热点.本实验研究了利用Sagnac干涉仪干涉的方法将具有不同轨道角动量的光束无破坏地分离到不同的路径,实现了光子轨道角动量分束.实验中利用此分束器验证了对几种不同轨道角动量态(包含叠加态)的分离,得到了与理论预期相符的实验结果.这种对轨道角动量态的区分的方法相比已有的其他区分方法具有较好的稳定性,而且可用于区分叠加态,可以达到单光子水平.这种干涉仪方法将不同的轨道角动量本征态与路径耦合,实现了自旋轨道角动量-路径纠缠.文中最后用偏振耦合的方式提出了一种无损的多级级联方案,这种新方案有望应用在高维编码上,在高密度通信、量子保密通信、量子计算与量子信息等领域有重要的意义.

摘要： 光子轨道角动量量子态具有高维和光学涡旋特性,在经典和量子领域展示出了巨大的应用潜力,目前对其研究已成为物理学的一个热点.本实验研究了利用Sagnac干涉仪干涉的方法将具有不同轨道角动量的光束无破坏地分离到不同的路径,实现了光子轨道角动量分束.实验中利用此分束器验证了对几种不同轨道角动量态(包含叠加态)的分离,得到了与理论预期相符的实验结果.这种对轨道角动量态的区分的方法相比已有的其他区分方法具有较好的稳定性,而且可用于区分叠加态,可以达到单光子水平.这种干涉仪方法将不同的轨道角动量本征态与路径耦合,实现了自旋轨道角动量-路径纠缠.文中最后用偏振耦合的方式提出了一种无损的多级级联方案,这种新方案有望应用在高维编码上,在高密度通信、量子保密通信、量子计算与量子信息等领域有重要的意义.

摘要： 光子轨道角动量量子态具有高维和光学涡旋特性,在经典和量子领域展示出了巨大的应用潜力,目前对其研究已成为物理学的一个热点.本实验研究了利用Sagnac干涉仪干涉的方法将具有不同轨道角动量的光束无破坏地分离到不同的路径,实现了光子轨道角动量分束.实验中利用此分束器验证了对几种不同轨道角动量态(包含叠加态)的分离,得到了与理论预期相符的实验结果.这种对轨道角动量态的区分的方法相比已有的其他区分方法具有较好的稳定性,而且可用于区分叠加态,可以达到单光子水平.这种干涉仪方法将不同的轨道角动量本征态与路径耦合,实现了自旋轨道角动量-路径纠缠.文中最后用偏振耦合的方式提出了一种无损的多级级联方案,这种新方案有望应用在高维编码上,在高密度通信、量子保密通信、量子计算与量子信息等领域有重要的意义.

摘要： 光子轨道角动量量子态具有高维和光学涡旋特性,在经典和量子领域展示出了巨大的应用潜力,目前对其研究已成为物理学的一个热点.本实验研究了利用Sagnac干涉仪干涉的方法将具有不同轨道角动量的光束无破坏地分离到不同的路径,实现了光子轨道角动量分束.实验中利用此分束器验证了对几种不同轨道角动量态(包含叠加态)的分离,得到了与理论预期相符的实验结果.这种对轨道角动量态的区分的方法相比已有的其他区分方法具有较好的稳定性,而且可用于区分叠加态,可以达到单光子水平.这种干涉仪方法将不同的轨道角动量本征态与路径耦合,实现了自旋轨道角动量-路径纠缠.文中最后用偏振耦合的方式提出了一种无损的多级级联方案,这种新方案有望应用在高维编码上,在高密度通信、量子保密通信、量子计算与量子信息等领域有重要的意义.

摘要： 艾里光是一种特殊的光束,具有自愈合、无衍射、自加速等性质.本文基于热原子中的受激拉曼增益效应,在实验上利用四波混频产生了孪生艾里光束.艾里光束作为探测光在四波混频过程中被放大,在满足相位匹配条件的同时产生共轭艾里光束,验证了被放大的探测光和产生的共轭光均保持了艾里光束的自愈性质.这个结果能够应用在诸如量子成像以及量子信息等许多领域中.

摘要： 艾里光是一种特殊的光束,具有自愈合、无衍射、自加速等性质.本文基于热原子中的受激拉曼增益效应,在实验上利用四波混频产生了孪生艾里光束.艾里光束作为探测光在四波混频过程中被放大,在满足相位匹配条件的同时产生共轭艾里光束,验证了被放大的探测光和产生的共轭光均保持了艾里光束的自愈性质.这个结果能够应用在诸如量子成像以及量子信息等许多领域中.

摘要： 艾里光是一种特殊的光束,具有自愈合、无衍射、自加速等性质.本文基于热原子中的受激拉曼增益效应,在实验上利用四波混频产生了孪生艾里光束.艾里光束作为探测光在四波混频过程中被放大,在满足相位匹配条件的同时产生共轭艾里光束,验证了被放大的探测光和产生的共轭光均保持了艾里光束的自愈性质.这个结果能够应用在诸如量子成像以及量子信息等许多领域中.

摘要： 本发明公开了一种用于量子光学试验的光学调整平台，涉及光学试验器材技术领域，针对现有的光学试验调整平台便携性不够，并且光学透镜的方向只能一维调整，导致调整方向有限的问题，现提出如下方案，其包括第一试验台、固定板、电池、调节杆座和第二试验台，所述第一试验台和第二试验台相互铰接，且所述第一试验台和第二试验台的下表面均开设有收纳槽，两个所述收纳槽呈对称分布，所述收纳槽的内壁转动安装有均匀分布的撑腿，且所述撑腿分别位于第一试验台以及第二试验台的拐角处设置。本发明该装置不仅具有方便折叠携带的功能，并且方便调节光源灯的照射高度、水平位置以及角度；同时方便调节透镜的位置以及成像板的成像位置。

摘要： 本发明公开了一种量子光学模块的调节机构及其调节方法，涉及量子光学技术领域，解决了现有的在进行量子光学实验时需要人工对激光线路上的反射镜和分束镜镜调节，人工调节误差大，不够精确，对实验结果会存在较大的影响的问题。一种量子光学模块的调节机构及其调节方法，包括实验平台，所述实验平台的一端上表面安装有移动滑轨，所述移动滑轨的上方均匀安装有两个激光接收器调节电机，所述激光接收器调节电机的前端安装有调节螺杆，所述调节螺杆的外侧均匀安装有两个移动滑块。本发明通过安装有升降机构、旋转调节机构可以快速对量子光学实验使用的光学构件进行调节，不需要人工在激光发射器工作的情况下进行操作，避免人员收到伤害。

摘要： 本发明公开了一种基于量子光学板制作加工用快速分拣装置，具体涉及量子光学板制作加工领域，包括工作机壳，所述工作机壳的底部前后两侧对称固定连接有支撑板，前后两个所述支撑板的相对一侧对称固定连接有固定板，所述工作机壳的底部右侧固定连接有照明灯。本发明通过设置的照明灯与光线强度检测器、透明带的配合，可以通过照明灯对透明带顶部的量子光学板进行照射，并通过光线强度检测器检测透过量子光学板的光线强度数值，从而判断量子光学板的透光性能，方便检测判断，并通过设置的遮光布可以对外部光线进行遮挡，防止外部光线影响检测效果，保证检测的准确性。

摘要： 本发明公开了一种用于量子光学试验的光学调整平台，涉及光学试验器材技术领域，针对现有的光学试验调整平台便携性不够，并且光学透镜的方向只能一维调整，导致调整方向有限的问题，现提出如下方案，其包括第一试验台、固定板、电池、调节杆座和第二试验台，所述第一试验台和第二试验台相互铰接，且所述第一试验台和第二试验台的下表面均开设有收纳槽，两个所述收纳槽呈对称分布，所述收纳槽的内壁转动安装有均匀分布的撑腿，且所述撑腿分别位于第一试验台以及第二试验台的拐角处设置。本发明该装置不仅具有方便折叠携带的功能，并且方便调节光源灯的照射高度、水平位置以及角度；同时方便调节透镜的位置以及成像板的成像位置。

摘要： 本发明公开了一种用于检测量子光学材料的光谱仪，包括光谱仪外壳，光谱仪外壳内设置有空腔以形成暗房，暗房前端设有导光孔，所述光谱仪外壳通过支撑杆安装在检测平台的上方，所述光谱仪外壳内设置有光学积分仪组件，所述检测平台内设置有背光源组件，光学积分仪组件与背光组件配合而将量子光学材料检测。所述积分仪组件包括光学积分仪计算机与光学积分仪镜头与控制器，所述光学积分仪镜头与控制器安装在光谱仪外壳内且镜头朝下，所述光学积分仪计算机位于所述检测平台内。在本发明实施过程中，能够缩短时间与人力成本、更节省了材料的浪费。

摘要： 本发明公开了一种基于量子光学板制作加工用快速分拣装置，具体涉及量子光学板制作加工领域，包括工作机壳，所述工作机壳的底部前后两侧对称固定连接有支撑板，前后两个所述支撑板的相对一侧对称固定连接有固定板，所述工作机壳的底部右侧固定连接有照明灯。本发明通过设置的照明灯与光线强度检测器、透明带的配合，可以通过照明灯对透明带顶部的量子光学板进行照射，并通过光线强度检测器检测透过量子光学板的光线强度数值，从而判断量子光学板的透光性能，方便检测判断，并通过设置的遮光布可以对外部光线进行遮挡，防止外部光线影响检测效果，保证检测的准确性。

摘要： 本实用新型公开了一种多级光学滤波器，以及利用该多级光学滤波器实现的量子光学芯片。该多级光学滤波器基于锥形光纤表面轴向回音壁模式，且可以包括输入锥形光纤、输出锥形光纤、以及以并联的方式与所述输入锥形光纤和输出锥形光纤形成光场耦合连接的多根锥形光纤。其中，所述多根锥形光纤中的部分或者全部具有彼此不同的有效直径，以便对不同波长提供滤波功能。

摘要： 本实用新型公开一种基于量子光学的同轴反射式成像系统，包括：镜头、接收器、光源，镜头设有镜筒外筒，镜筒外筒一端设有第一反射镜，另一端设有第二反射镜，第一反射镜的中心设有圆形通孔，第一反射镜、第二反射镜均为曲面圆形反射镜，且第一反射镜、第二反射镜的反射面上均镀有增透减反的膜层；第一反射镜、第二反射镜、圆形通孔的中心均位于镜筒外筒的轴线上；接收器、光源分别设于镜筒外筒两侧，光源设于第二反射镜一侧，接收器设于第一反射镜一侧；光源与第二反射镜之间设有孔径光阑，第一反射镜、第二反射镜、孔径光阑平行设置；接收器的中心位于第二反射镜的焦点上。本实用新型具有长焦距、大口径的特点，且装配及制造难度低，成像质量高。

摘要： 本实用新型涉及量子光学技术领域，具体涉及一种量子光学试验用具有限位结构的操作台，包括操作台主体，所述操作台主体的内部固定安装有高度调节机构，所述高度调节机构包括框架，所述操作台主体的内部固定安装有框架，且框架的内部插设有限位柱，所述限位柱的外侧套设有支撑柱，且支撑柱的外侧套设有第一锥形齿轮。本实用新型通过螺帽在第二螺纹柱外侧转动适当的圈数，便于调节第二限位板与支撑块之间的弹力大小，通过第二限位板与第一限位板的弧度相配合，便于对物品进行限位，通过第一限位板与第二限位板一侧胶合的橡胶垫，增大了物品对第一限位板与第二限位板的摩擦力，使第一限位板和第二限位板对物品夹持的更加稳定。

摘要： 双折射干涉仪及基于双折射干涉仪的量子光学实验装置，其中双折射干涉仪包括形成第一光路和第二光路的第三偏振分束器、第二晶体、第三晶体、多个反射镜；第三偏振分束器包括作为输入的端口Port 0和端口Port 1、与端口Port 0对应的作为输出的端口Port 5、与端口Port 1对应的作为输出的端口Port 4，还包括分束后的端口Port 2和端口Port 3；第一光路为端口Port 0的光束依次经过第三偏振分束器、端口Port 2、第二晶体、第三偏振分束器的端口Port 4，第二光路为端口Port 1的光束依次经过第三偏振分束器、端口Port 3、第三晶体、第三偏振分束器的端口Port 5，第一光路和第二光路中的光束经过所有的反射镜折转光路。在实际实验中，这些端口接入不同的模块，可实现不同的实验功能。