单光子

摘要： 光子的轨道角动量(OAM,orbital angular momentum)能够形成一个无限维完备的Hilbert空间,是一种具有无限维度的独特物理自由度。在信息处理中,光子的轨道角动量可以大幅度增加经典和量子信息处理的容量。具有轨道角动量的单光子源是高维量子信息处理的关键器件,此前的实现方案是非线性参量下转换加螺旋相位片,其固有的概率性和低效率制约了大容量高维量子信息处理的发展。为突破这一瓶颈,中山大学王雪华、刘进教授研究团队提出、设计并制备出一种基于GaAs半导体微环谐振腔的量子光源结构,实现了触发式高亮度的轨道角动量单光子源。

摘要： 量子通信是量子科学技术的一个重要研究领域,是一种利用量子力学原理,能够在合法各方之间安全地传输私密信息的通信方式.基于单光子的确定性安全量子通信通常需要在发送方和接收方之间来回两次传输单光子态,并利用局域幺正变换加载信息.本文提出了一种单向传输单光子态的确定性安全量子通信方案.发送方利用单光子的极化和time-bin两自由度构成的两组共轭基矢量来编码经典逻辑比特.接收方通过设计合适的测量装置可以在发送方辅助下确定性地获取比特信息并感知窃听,从而实现信息的确定性安全传输.另外,我们的协议使用线性光学元件和单光子探测器,可以在当前的量子通信装置上实现.

摘要： 目的采用Meta分析评价^(123)I-间碘苄胍(^(123)I-MIBG)及N-氟丙基-2b-甲酯基-3b-(4-^(123)I-碘苯基)降托烷(^(123)I-FP-CIT)SPECT/CT显像鉴别诊断帕金森病(PD)与非典型帕金森综合征(APS)的价值。方法检索PubMed、EMbase、Ovid EBMR、Cochrane Library及中国知网、万方医学网、维普数据库中2000年1月—2020年10月有关^(123)I-MIBG及^(123)I-FP-CIT SPECT/CT显像鉴别PD与APS的文献。筛选文献后,根据显像结果将^(123)I-MIBG SPECT/CT分为早期及延迟显像,评价其鉴别PD与APS的效能;采用Stata 16.0和Metadisc 1.4软件行Meta分析。结果共纳入20篇文献,包括1106例PD及365例APS患者。^(123)I-MIBG显像鉴别诊断PD与APS无明显阈值效应(r=0.58,P50%);^(123)I-MIBG早期及延迟显像鉴别诊断PD与APS均有较高异质性(I^(2)均>50%),故均以双变量混合效应模型分析数据。^(123)I-MIBG及^(123)I-FP-CIT SPECT/CT显像鉴别诊断PD与APS的合并敏感度分别为0.82[95%CI(0.76,0.86)]及0.90[95%CI(0.84,0.94)],合并特异度分别为0.84[95%CI(0.68,0.93)]及0.27[95%CI(0.12,0.50)],综合受试者工作特征(SROC)显示其AUC分别为0.87及0.81;^(123)I-MIBG SPECT/CT早期及延迟显像鉴别诊断PD与APS的合并敏感度分别为0.74[95%CI(0.63,0.82)]及0.82[95%CI(0.77,0.87)],合并特异度分别为0.94[95%CI(0.78,0.98)]及0.79[95%CI(0.61,0.90)],SROC的AUC均为0.86。结论^(123)I-MIBG及^(123)I-FP-CIT SPECT/CT显像可互为补充用于鉴别诊断PD与APS;^(123)I-MIBG早期及延迟显像的鉴别效能均较高。

摘要： 目的比较^(18)F-氟代胆碱(FCH)PET/CT、^(99)Tc^(m)-甲氧基异丁基异腈(MIBI)SPECT/CT及超声(US)诊断甲状旁腺功能亢进症(HPT)的效能。方法回顾性分析34例HPT患者,术前2个月内均接受^(18)F-FCH PET/CT、^(99)Tc^(m)-MIBI SPECT/CT及US检查;以术中及术后病理结果为参考,评估并比较各方法的诊断效能。结果于34例共切除90处甲状旁腺病灶,病理证实其中81处为甲状旁腺增生或腺瘤组织,7处为甲状腺组织,2处为淋巴结。^(18)F-FCH PET/CT诊断HPT的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确率分别为85.19%(69/81)、100%(55/55)、100%(69/69)、82.09%(55/67)及91.18%(124/136),^(99)Tc^(m)-MIBI SPECT/CT分别为74.07%(60/81)、90.91%(50/55)、92.31%(60/65)、70.42%(50/71)及80.88%(110/136),US分别为65.43%(53/81)、98.18%(54/55)、98.15%(53/54)、65.85%(54/82)及78.68%(107/136)。^(18)F-FCH PET/CT诊断HPT的效能高于^(99)Tc^(m)-MIBI SPECT/CT和US(Z=2.290,P=0.022;Z=2.496,P=0.013)。结论^(18)F-FCH PET/CT、^(99)Tc^(m)-MIBI SPECT/CT及US 3种方法中,^(18)F-FCH PET/CT诊断HPT的效能最高。

摘要： 首先介绍了单次发送单光子的量子安全直接通信方案的具体步骤.基于该方案的基本步骤,逐步扩展到分两次和分四次发送单光子序列的量子安全直接通信方案,重点介绍各方案对应的编码规则.分析上述方案的效率可以看出,发送次数的增加可以增加单光子的分类,大大提高每个单光子的编码容量和整个通信中量子态的传输效率.最后提出有通用性的分n (n为2的整数次幂)次发送单光子来进行量子安全直接通信的方案及其编码规则,经过安全性分析证明方案安全可行.通过效率分析,该方案比现有方案的通信效率更高,而且该方案的实施只用到单光子,不涉及量子纠缠,实现难度更小.

摘要： 目的探讨基于xSPECT/CT断层融合显像在儿童骨转移瘤中的诊断价值。方法对疑似骨转移瘤的152例患儿行全身骨显像、xSPECT/CT及SPECT/CT断层融合显像,比较和分析其xSPECT/CT和SPECT/CT断层融合图像以及核医学医师对2种方法的诊断信心,评估xSPECT/CT断层融合显像在儿童骨转移瘤中的诊断价值。结果xSPECT/CT断层融合显像诊断儿童骨转移瘤的敏感度、特异度、准确度分别为93.3%、91.5%、92.8%;SPECT/CT断层融合显像诊断儿童骨转移瘤的敏感度、特异度、准确度分别为85.7%、85.1%、85.5%。xSPECT/CT断层融合显像能提高核医学医师诊断信心且差异具有统计学意义[5(2~5)分vs.3(2~4)分,P<0.05]。结论xSPECT/CT断层融合显像能有效提高对儿童骨转移瘤的诊断效能,有助于早期明确患儿骨转移情况,从而进一步改善患儿预后。

摘要： 针对小天体探测高帧率、高分辨率和高测距精度需求,深入分析了激光测绘导航方法现状,提出了一种混合固态激光三维地形测绘与导航一体化设计方法。通过单光子面阵探测器与532 nm光纤激光器实现高成像帧率、二维音圈电机快反镜多模式扫描实现大视场和亚像素成像分辨率,采用达曼光栅分束器实现激光光束高精度扩束与衍射。将其应用到小天体探测中,结果表明:激光测距精度优于3 cm(3σ),帧频4 Hz,成像分辨率达到1 100×1 100。所提出的方法可兼顾地形测绘与导航,实现多功能轻小型一体化设计,可极大地降低资源消耗,对中国小天体探测任务的实施具有良好的指导意义。

摘要： 在著名的双缝干涉实验中,存在着单光子同时通过两个狭缝的困扰,在分光延迟实验中,存在单光子路径和因果关系的困扰,本文通过对不同情况下单光子含义的分析,认为造成这些问题的实质是对单光子的理解问题,传统意义上的单光子(能量hf)是能量为h的f个波包,我们将一个波包作为光的一个基本单元,则我们传统意义上发射一个光子,其实是发射了f个波包,我们把一个波包理解成一个光子,这些困扰就都不存在了。我们将传统意义上的单光子比作一滴水,一个波包就相当于水分子,水在空气中会气化成水分子,传统意义上的一个光子在空间也会分散成微小的波包,水分子在空间的运行路径我们看不到,同样的,光的波包我们也不能确定它的运行路径。本文还对传统意义上的单光子实验做了预测,当发射一个传统意义上的单光子时,如果降低单光子的检测能量,就在分光实验的两路上都能检测到光子,这样就能够证实传统意义上的单光子是否可分,是否是真正的单光子。

摘要： 前言:小物和小理是两名普通的高中生,他们酷爱物理,在学习高中物理的过程中,小物经常向小理提出许多刁钻而有趣的问题,了解他们的故事也能让你的物理达到新的高度.1对话录小物:我今天看到一篇文章——《爱因斯坦与普朗克——纪念光电效应获奖100周年》,感慨颇深.

摘要： 单光子探测器能够探测极微弱光信号,具有较高的灵敏度,在民用和国防领域都有广泛的应用。近年来,随着科学技术的飞速发展,在传统光电探测器件不断优化和改进的同时,其它新型光电探测器件也得到了极大发展且取得了重要技术成果。为深入了解单光子探测器的技术发展现状和趋势,总结了目前具有代表性的单光子探测器在研究现状、技术难点和最新技术突破等方面的关键信息,分析了光电倍增管和雪崩光电二极管等传统单光子探测器的优势与不足以及之后的技术发展方向,同时还介绍了超导纳米线单光子探测器和基于新型2维材料的雪崩光电二极管等几类具有良好光电性能和巨大发展潜力的新型单光子探测器,并对其发展前景进行了展望。

摘要： 本文描述了基于GaAs纳米线侧壁InAs量子点的可控分子束外延生长，设计了一种新型分义纳米线腔结构并研究了其单光子发射效应。采用VLS生长机制，在Si基上利用Ga液滴白催化形成的GaAs纳米线，白组织生长的InAs量子点分布于侧面，如图1所示，约50%的纳米线由于存在应力使Ga液滴集聚，导致侧壁优先生长，形成分叉GaAs纳米线。研究表明：分叉纳米线量子点是生长在Si衬底上的，为实现Si基光子互联、波导耦合等量子器件提供了新思路，且这种结构不仅具有高品质的单光子发射特性，还具有潜在丰富的量子信息处理功能，如通过控制分义点位置实现多通道量子器件，在量子点周围掺杂实现三端调控量子电学器件等。

摘要： 分析在通信波段实现单光子探测的门控技术，指出其技术参数的意义及确定这些参数的实验方法。说明更快门脉冲前沿结合制冷技术，对减少单光子探测器误码率的作用。

摘要： 本次报告重首先汇报量子雷达探测的研究背景和基本概念,调研分析目前量子雷达的主要类型和国内外研究现状;重点介绍中国电科14所开展的量子雷达探测的基本情况,介绍2015 年量子雷达探测的最新进展,包括基于单光子的激光雷达试验系统和青海湖外场试验情况;最后对量子雷达探测的后续发展进行展望,梳理核心技术和发展思路.

摘要： 根据运动光子与原子核外运动电子的相互精确定量调控机理[1]，结合实验测量数据对激光的单色性和可见光的单色性进行了计算、分析、研究。通过对实验数据的计算分析结果表明：激光的单色性和可见光的单色性的本质是激光源或光源所发射出的各单色光每份光量子(hv)内所含的光子数相等。其机理是任何发光物质内原子核外绕核运动电子发射相同光子数的光量子的波长(λ)的大小是其光量子(hv)内所含光子数(N)以及绕核运动电子发射光量子时的旋转运动瞬时速度(v)的函数。根据激光单色性的本质和机理，我们既可以设计制造出单光子源，又可设计制造出N光子源，将广泛用于未来的光量子保密通信，光信息处理、光传感和控制等领域。

摘要： 指出光量子信息传输与常规光通信不同的特点.最五信息的传输的载体选用单光子.单光子是由复振幅概率波迭加的波函数表示的.其本征函数是一组完全正交的偏振态.量子编码即是由表征光子量子态的复数概率波振幅的变化来实现的,传输光纤的双折射和光子的偏振性质是要考虑的一个关键问题.指出用于量子信息编码的三组互为共轭的量子态之间的转化及相位调制对量子态演化的作用,由此比较了各种量子信息传输的方法.

摘要： 该文简要介绍了骨密度测量技术各种方法：单光子吸收法、双光于和双能量吸收法、定量计算机断层和外周定量断层法，还有无辐射的超声图像骨密度和骨质量测定成像法。并将上述测量技术的原理、特点及成本进行综合比较。

摘要： 本发明公开了一种产生单光子的谐振腔，其包括：谐振腔体和衬底，所述谐振腔体包括上反射层、下反射层和设置在所述上反射层、下反射层中间的光栅层形成的三明治结构，所述上反射层、下反射层采用金属薄膜或类金属薄膜，所述光栅层设有光栅微结构以形成光学微腔，所述衬底设置于所述谐振腔体的底部，该衬底为截角倒锥形衬底，在所述衬底与下反射层接触的表面，设有用以提高反射效率的二维超结构；以及包括该谐振腔和激发光产生系统的一种单光子源系统，所述激发光产生系统将其产生的激发光子发射至所述谐振腔内，所述激发光子在所述光栅微结构中经多次反射后从所述谐振腔射出。

摘要： 本发明提供一种单光子探测装置及包括该单光子探测装置的量子通信设备，单光子探测装置包括：壳体；制冷组件，设置在壳体的腔体底部；单光子雪崩光电二极管，安装在制冷组件上；输入光纤，经由壳体的侧壁上的通孔从壳体外向内引入并连接到单光子雪崩光电二极管；封装盖，结合到壳体的顶部开口以将制冷组件和单光子雪崩光电二极管封装到壳体内部，其中，封装盖上形成有第一电路图案和第二电路图案，第一电路图案电连接到单光子雪崩光电二极管并将探测到的光信号传送给数据交互接口，第二电路图案电连接到制冷组件并将经由供电接口获得的电力输送给制冷组件。本发明提供的单光子探测装置能够避免因向外露出接口而开设槽孔从而降低装置气密性的问题。

摘要： 本发明提供一种高时间分辨单光子探测方法及单光子探测系统，解决现有技术中单光子探测器时间分辨精度较低的问题。本发明提取待测光子事件的一维光子信息，并通过将待测光子事件的时间信息转换成空间信息，消除了电子倍增过程的时间弥散对探测器时间分辨的影响，提高了时间测量精度。

摘要： 一种基于光子轨道角动量调制的单光子测距背景噪声滤除方法及单光子测距装置，涉及激光探测技术领域，目的是为了解决现有方法无法很好地消除单光子探测中的背景噪声的问题。本发明在发射端利用螺旋相位板将发射信号的轨道角动量调制到m阶，m1；在接收端，对接收信号的轨道角动量进行‑m阶的逆调制，利用孔径光阑滤除逆调制后的接收信号中的背景噪声。本发明利用了自然界中没有的高阶轨道角动量信号光子信号，对发射激光脉冲信号进行高阶轨道角动量调制，可以有效区别信号和背景噪声，实现噪声的完全滤除，去除背景噪声的干扰，有效的提高灵敏度和探测距离，实现千公里探测距离。而且该方法不需要额外的时间进行后处理，实时性好。

摘要： 本发明提供一种单光子雪崩二极管，包括N型半导体埋层、主动区及N型堆栈层。主动区包括第一P型半导体井层、第一N型半导体井层、第二P型半导体井层、二个阳极及P型外延层。第一P型半导体井层配置于N型半导体埋层上，第一N型半导体井层配置于第一P型半导体井层上。第二P型半导体井层配置于第一N型半导体井层上，此二个阳极配置于第二P型半导体井层上的相对两侧。P型外延层连接第一P型半导体井层及第二P型半导体井层。N型堆栈层配置于主动区旁，且配置于N型半导体埋层上。一种单光子雪崩二极管阵列亦被提出。

摘要： 本申请提供一种单光子探测器及其制作方法、单光子探测器阵列，通过在提供的衬底一侧依次生长多层外延层，包括缓冲层、吸收层、过渡层、电荷层、倍增层、反型层、迁移层、窗口层和欧姆接触层，并通过扩散工艺在欧姆接触层和窗口层内形成弧形扩散区，对衬底上的部分外延层的边缘进行刻蚀以形成台面结构，在衬底背面形成光窗口，并在欧姆接触层上形成P型电极、在衬底背面形成N型电极。本方案中，仅需通过一次扩散处理并结合反型层，即可有效降低扩散区域边缘电场，进而有效抑制边缘击穿问题，且相比现有的需要二次扩散处理或二次生长的方式而言，有效降低了制作工艺的复杂性。

摘要： 本发明公开了一种可控单光子数目的单光子源制备装置及制备方法，该装置包括：用于产生电脉冲时序控制信号的单光子数目脉冲控制器、用于输出光脉冲信号的皮秒脉冲激光器、用于光脉冲信号滤波准直的空间滤波准直模块、用于激发量子点产生单量子点荧光信号的单光子源产生装置、用于单光子信号滤波准直的收集模块以及用于监测单光子数目的监测模块。本发明基于激光脉冲时序控制、单光子数目实时监测的基础上，能够在一定时间内产生数目确定的单光子，用于设计精确定标的光源，从而为边界汤姆逊散射诊断系统提供定标手段。

摘要： 本发明公开了一种包括干涉单元的单光子探测装置，所述干涉单元包括：信号分配模块，配置成将输入信号分为第一信号和第二信号；第一信号通路，与所述信号分配模块耦接，配置成接收所述第一信号并传输；第二信号通路，与所述信号分配模块耦接，配置成接收所述第二信号，过滤出预设频率分量的信号并传输；相位偏移模块，设置于所述第一信号通路或所述第二信号通路，配置成使传输信号的相位偏移180°；耦合模块，与所述第一信号通路和所述第二信号通路耦接，配置成接收所述第一信号通路和所述第二信号通路的输出信号，耦合后输出。本发明所提供的单光子探测装置，消除了大量门控干扰信号，对单光子探测装置的探测效率、后脉冲效应、时间分辨率均有明显的优化效果。

摘要： 本发明涉及一种单光子雪崩二极管及其制作方法、单光子雪崩二极管阵列。所述单光子雪崩二极管在有源区的边缘区域设有沿衬底厚度方向纵向延伸的p型掺杂区，并且，在p型掺杂区的远离隔离沟槽的一侧，还设有沿衬底厚度方向纵向延伸的n型掺杂区，p型掺杂区和n型掺杂区对隔离沟槽处产生的缺陷起到了隔离作用，可以有效降低由于该缺陷引起的暗计数，并且，所述n型掺杂区与有源区内pn结中的与所述n型掺杂区具有相同掺杂类型的掺杂区电连接，能够将因p型掺杂区而收缩的耗尽区拓宽，使得在降低单光子雪崩二极管的暗计数率的同时，不影响器件的光子探测效率。所述单光子雪崩二极管阵列包括阵列排布的上述单光子雪崩二极管。

摘要： 本实用新型提供一种单光子雪崩二极管，包括N型半导体埋层、主动区及N型堆栈层。主动区包括第一P型半导体井层、第一N型半导体井层、第二P型半导体井层、二个阳极及P型外延层。第一P型半导体井层配置于N型半导体埋层上，第一N型半导体井层配置于第一P型半导体井层上。第二P型半导体井层配置于第一N型半导体井层上，此二个阳极配置于第二P型半导体井层上的相对两侧。P型外延层连接第一P型半导体井层及第二P型半导体井层。N型堆栈层配置于主动区旁，且配置于N型半导体埋层上。一种单光子雪崩二极管阵列亦被提出。