金膜上CsPbBr3纳米晶超晶格增强双光子发射特性研究

钙钛矿微纳结构双光子荧光在高分辨成像、光电转换等领域应用广泛,其中增强双光子荧光发射强度是提高器件性能的关键。与电介质基底相比,置于贵金属薄膜上的微纳结构由于等离激元的激发作用,能够有效增强线性及非线性光学响应。基于此,提出了在金膜上自组装CsPbBr₃纳米晶超晶格结构,与玻璃基底上样品相比,金膜上超晶格结构内部形成了更强的局域场增强。实验结果表明,其线性光致发光强度提高了约100%,而双光子发光强度得到了约16倍的显著提升。进一步通过改变泵浦光偏振方向可见,这种超晶格的双光子发射具有偏振依赖性,偏振角度在0°~360°范围内呈现四重对称性。研究结果表明,金膜上CsPbBr₃纳米晶超晶格是一种有效增强双光子发射的体系,这为构建高性能微纳非线性光子器件提供了新的可能性和优化思路。     

单光子探测器研究现状与发展

单光子探测器的研制是量子光学和量子信息领域的一个重要研究课题。单光子探测器突破了传统探测器只针对振幅进行采样的局限,同时对光波或者光子的偏振、波矢、位相等特性进行探测,具有可保持测量信号完整性、理论量子效率高、工作电压低、探测灵敏度高等优点,同时具有室温单光子探测的潜力。为了深入了解单光子探测器的研究现状和发展前景,本文介绍了单光子探测器的工作机理,总结对比了光电倍增管、雪崩光电二极管等传统单光子探测器以及基于新型二维材料的雪崩光电二极管、超导纳米线单光子探测器等新型单光子光电探测器的优势与不足,并对其发展前景进行了展望。此外还介绍了单光子探测器在量子通信、激光测距和成像等领域的应用。     

基于复折射率的偏振模型及其应用

红外偏振成像技术近年来发展迅速,但偏振机理等方面的研究仍处于起步阶段.为深入研究红外辐射偏振特性的产生机理和影响因素,本文提出了一种基于复折射率的偏振模型.模型基于空气-光滑介质表面建立,适用于吸收性介质和非吸收性介质.偏振模型以介质的复折射率为参数,观测角为输入,可以输出红外辐射水平分量和垂直分量的反射率和发射率,也可以输出反射辐射和自发辐射单独作用时的偏振度.基于提出的模型,结合MATLAB仿真,文中分析了反射辐射和自发辐射偏振性的产生机制,以及反射辐射和自发辐射对目标偏振特性的影响.偏振模型的建立,有助于深入理解红外偏振,并为偏振探测提供理论支持.     

硅光电倍增管在辐射探测领域中的应用进展

光子探测技术在高能物理、天体物理、医学成像等学科领域中扮演着重要的角色。特别是在辐射探测应用中,实现单光子高水平的灵敏探测一直是近几十年以来光电探测器发展的最终目的。硅光电倍增管（SiPM）技术作为理想固态光子探测器研究领域前所未有的尝试,凭借其出色的性能（增益高、偏置电压低、时间响应快速、对磁场不敏感等）,吸引着越来越多研究者的关注。围绕SiPM的结构原理,回顾、分类、总结了SiPM在结构、性能及应用等方面近年来取得的研究进展。     

光子晶体的等效负折射与椭圆孔的光开关效应

用时域有限差分法和介质的等效折射率概念,研究了三角形结构的等效负折射率光子晶体的透射谱,研究发现选择合适的波源的工作频率,在等效负折射率光子晶体中,因Bloch波共振和受激辐射以及光子隧道贯穿极大地增强了自发辐射的几率,使能量被高度局域,进而大大增强了它们的透射率,从而获得明显的全光开关效应,进一步研究发现当二维光子晶体三角形结构的圆柱空气孔改为椭圆柱空气孔时,椭圆孔激发对应的透射峰远大于圆柱空气对应的透射峰,即椭圆孔具有很高的品质因数,从而形成性能极优的光开关效应,有望在实现高效光放大、光子晶体激光器和全光开关等方面得到广泛的应用。     

玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)中的辐射修正

在最近几年随着对玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）研究的迅速发展，关于BEC各种性质，尤其是其光学性质的研究引起了人们的关注。现已有大量的报道．本文将讨论BEC中的自发辐射和兰姆位移修正。我们知道，原子被激发后，会自发辐射跃迁到较低的能级，同时发射出光子。如果在共振频率的光模场中已有N个光子存在，由于光场和原子的相互作用，原子则会受激辐射，受激辐射速率为自发辐射速率的N倍。在基态存在N个简并的原子时是否可以产生原子辐射的类似受激过程呢？结论是肯定的。总的辐射速率为自发辐射速率与受激过程速率的和，即，其中，ν为…     

入射光偏振对金纳米棒状颗粒光学性质的影响

利用离散偶极近似(Discrete dipole approximation,DDA)方法分析了入射光偏振状态对单个金纳米捧状颗粒的光学性质的影响,并给出了单个金纳米棒状颗粒底面和剖面的近场分布图,对于设计实现基于金属微纳结构的纳米光子器件具有一定的指导意义.研究结果表明,不同的入射光偏振方向会激发不同的表面等离子体模式(横向表面等离子体共振和纵向表面等离子体共振),这将影响棒状颗粒的消光谱峰和近场分布.     

Smith—Purcell型自由电子激光的辐射

基于电子与光栅表面电势场相互作用的模型，用经典的单粒子理论研究了Ｓｍｉｔｈ－Ｐｕｒｃｅｌｌ效应的辐射过程，得到了自发辐射谱。讨论了自发辐射与受激辐射之关系，即Ｍａｄｅｙ定理在该类激光器中的对应形式。结果对于高能电子束同样适用。     

关于Dicke超辐射场性质的讨论

本文讨论了Dicke超辐射脉冲的相干性与光子反聚束性。指出,合作发射的超辐射的光子反聚束特性,将比单光子发射的共振荧光的反聚束更引起人们的注意。     

QDRTD单光子探测技术

量子信息技术的发展对单光子探测器提出了更高的性能要求,新型的量子点单光子探测器展现出了很好的性能和发展潜力。研究了一种基于量子点共振隧道二极管(QDRTD)的单光子探测器,介绍了QDRTD的基本结构和原理,重点对其内部电子传输特性和I-V特性进行了分析,并进行了结构优化,可满足单光子探测中多种波长选择的需求,为QDRTD多波长单光子探测的光子响应特性、探测效能等研究奠定了基础。同时,分析结果表明:QDRTD单光子探测器在光子响应、暗电流、波长选择等多个方面都具备很好的特性,具有广阔的应用前景。     

目标红外偏振探测原理及特性分析

红外偏振信息的获取扩展了目标信息的维度,具有广阔的应用前景。与可见光相比,红外辐射不仅包含反射辐射还包含其自身的自发辐射,因此在考虑红外偏振特性时,需要结合目标红外反射辐射以及自发辐射的偏振特性来分析。初步分析了红外自发辐射和反射辐射的偏振特性,介绍了红外偏振信息的表示方法以及获取方式;运用一套分时的红外偏振探测系统获取目标偏振信息,通过对实验数据的分析,归纳出一些红外偏振探测相对于常规红外探测的优势;最后结合当前国内红外偏振探测的现状,分析了偏振探测发展趋势。     

定位生长量子点的金字塔形衬底的制备

在理想情况下,单光子是由量子点单光子源发光产生的。量子点单光子发射器件的制作主要利用自组织生长方法在图形衬底上结合光学微腔结构实现。采用金字塔形衬底制备量子点可实现量子点的高定位生长,该方法易于制备和隔离单光子源量子点。利用金字塔形衬底不但可以解决多个量子点占据同一个位置的问题,而且在金字塔形衬底上制备的量子点有利于光子的发射和收集。     

高功率径向偏振光束的产生

1　引言现代的气体激光辐射具有均一的偏振 ,即激光束横截面上的椭圆参量是个常数。正如惯例 ,决定平面偏振方向的元件置于激光腔内。这可以是布鲁斯特窗 (在低功率激光器中 )或一块或几块折迭反射镜 (在高功率激光器中 )。在激光腔中具有非均一偏振模 ,应用中最感兴趣的是径向偏振和角向偏振模。在如全息学、干涉学、光谱学、光子化学和加速器等应用中 ,常常希望使用具有轴向对称参量(包括偏振参量 )的激光束。特别是径向偏振激光束 ,对激光切割金属可能有用 ,这时要求加工表面有最大的辐射吸收。角向偏振光束在通过圆形中空金属波导时损失…     

空间目标红外偏振特性分析

目标红外辐射包含自发辐射和反射辐射两部分,通过理论建模对目标自发辐射和反射辐射起偏机理进行分析,并得出两者的叠加将会引入消偏。空间目标偏振特性不仅与表面材料、观测角等因素有关,由于空间目标处在一个变动的辐射环境下,在日照区和阴影区,反射辐射和自发辐射的能量分布情况会相差很大,因此空间目标的红外偏振特性也会有较大的变化。对在不同的辐射环境下对空间目标的红外偏振特性进行了建模仿真分析,最后在实验室条件下,对空间目标常用材料进行红外偏振探测实验,并对实验数据进行分析得出结论。     

基于红外辐射偏振成像的目标三维重建方法

三维重建技术已在工业自动化领域得到了广泛的应用,但对于工业生产线中玻璃、锻造件等表面结构单一、高反光、无纹理的高温产品,利用传统的三维重建方法得到的三维重建结果往往不准确.这些高温物体会产生红外偏振自发辐射,提出了基于红外辐射偏振成像的目标三维重建方法.首先建立红外偏振辐射模型,分析目标表面红外辐射偏振态与目标表面法向...     

基于周期极化铌酸锂晶体的纯态单光子源

纯态单光子源是光量子信息技术的重要资源,它 在量子通信、量子计算等新一代信息 技术中具有重要的应用价值。本文基于周期极化铌酸锂(periodically poled lithium niobate,PPLN) 晶体提出一种小型化、可预知单光子 源的制备方案,在满足群速度匹配和准相位匹配条件下,设计一种非简并自发参量下转换过 程,产生频率解关联的光子对,进而实现可预知纯态单光子源的制备。从理论上推导出频率 解关联的参数条件,详细计算不同条件下光子对产率,研究发现:相同参数条件下,在铌酸锂 晶体波导结构中,光子的产生效率比相应体块晶体中提高4—6个数量级 。研究结果有助于 提高小型化单光子源的纯度和产率,对集成化量子光学芯片进一步发展具有重要推动作用。     

椭圆孔正方形点阵单偏振单模光子晶体光纤的设计

设计了一种椭圆空气孔正方形点阵单偏振单模光子晶体光纤,并以聚甲基丙烯酸甲酯为基材,利用基于棱边/节点混合元的全矢量有限元法对该光纤进行了数值模拟。结果发现,其偏振模场、快轴模和慢轴模截止波长完全依赖于光纤的结构参数;通过优化光纤的结构参数,发现该光纤传输基模的一个偏振态（慢轴模）在0.62μm至0.70μm可见光波长范围内;若调整该光纤结构具有9圈椭圆空气孔时,其偏振模约束损耗在波长0.65μm处可以降至0.13dB/m。该聚合物基低损耗单偏振单模光子晶体光纤可以有效消除传统保偏光纤固有的偏振串扰和偏振模色散。     

单光子偏振态实现量子密钥分配的方案

提出一个基于单光子偏振的量子密钥分配方案.在这个方案里, Alice首先制备一串任意单光子态,然后发送给Bob.Bob只需对其进行一个U操作,再发回Alice.最后Alice对单光子态进行测量,即可实现量子密钥分配.此方案需要一个无噪声信道,优点在于仅仅需要单光子态,以及局域操作和单光子偏振态的测量,这些都非常易于实现.最后其安全性也是有理论保证的.     

钾蒸汽中由能量积聚效应产生的分子扩散带受激辐射

本文报道了在K2－K混合系统中由单光子共振激发原子于4P能级，通过4P原子的能量积聚效应及原子──分子的碰撞能量转移过程使分子在高位三重态获得布居，从而产生的扩散带受激辐射．至今已经发现了多种产生分子扩散带的机制．在钠分于中，由单光子或双光子激发销原子于3P能级或4D（或4F）能级，以及在宽波段范围内由可调谐激光双光子激发钠分子获得了紫区430．0nm附近的扩散带受激辐射以及360.0nm附近的扩散带受激辐射；对于锂分子，以双光子共振激发锂原子4S能级，产生蓝区扩散带受激辐射，以紫外单光子激发锂分子态或光-光双共振激发…     

基于IQ/CD的单光子载波矢量信号传输系统设计

提出并验证了一种使用单光子载波、基于 IQ 调制和相干检测的新方法来传输两个矢量信号,单光子载波上的同一个偏振态光携带 IQ 调制信号,具有正交偏振状态的光载波直接通过光波调制光波传输,两个正交极化波的光发送到相干检测器中解调。仿真实验了在25 km 单模光纤两个 QPSK 信号以数据率为1 Gbps 传输时的传输性能。