研究人员首次发现光悬浮纳米金刚石扭动模式运动

正清华大学交叉信息研究院量子信息中心尹璋琦助理研究员与美国普渡大学合作,在实验中首次看到光悬浮纳米金刚石扭动模式的运动,并提出利用腔光力学的手段冷却这个模式。研究论文《悬浮非球形纳米粒子的扭动光力学》(Torsional Optomechanicsofa Levitated Nonspherical Nanoparticle)日前发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上,并入选了编辑推荐,同时被《物理》杂志作为同期评述亮点。光力学研究光与力学振子的相互作用,在精密测量、量子物理和量子信息技术上都有重要的应用。以往大部分的光     

量子精密测量参数估计优化研究进展

量子精密测量是利用量子叠加与纠缠、量子相互作用过程与量子测量等方式增强参数估计精度与灵敏度的技术,是在短中期内最具前景的量子技术之一。本文从量子精密测量的最优化研究方案出发,通过对大量的相关文献进行梳理归纳,分析出量子精密测量三大优化方案：量子态制备与测量最优方案、量子演化过程调控方案与经典后处理优化方案,并对三个基本优化方案进行总结分析。同时介绍了国内外量子精密测量技术的最新理论与实验进展。最后,总结了量子精密测量存在的问题与挑战,并对未来工作进行了展望。     

量子外差精密测量及微弱信号感知技术综述

单光子探测技术和激光外差探测技术是探测微弱光信号的重要手段,通过微弱光信号提取目标多维信息是目前激光感知的重要领域。但是在实际应用中背景噪声以及信号光的退相干,会严重影响单光子探测技术以及外差探测技术对于目标多维信息的感知。在探测微弱光信号时的这些问题通过传统方案很难被有效的解决。量子外差精密测量方法是在单光子探测的基础上结合外差探测的一种新测量方法,可以解决单光子探测探测灵敏度受背景噪声限制的缺点。并且量子外差对本振光强度要求极低,可以有效降低大阵列外差探测对于本振强度的要求。文中进一步总结并分析了量子外差精密测量方法的研究动态。通过现有研究成果的梳理和分析有助于深入理解和把握目前量子外差精密测量方法的研究现状和问题,为量子外差精密测量方法未来发展奠定基础。     

基于衍射光学器件的芯片尺度激光冷却原子研究

冷原子系统为量子精密测量过程提供了一种接近于静止的测量介质,从而避免了热原子工作介质中存在的频移和展宽,使得测量结果更加精确。但是目前量子精密测量系统中原子冷却部分体积庞大、结构复杂,不利于实现可分发量子计量标准系统的小型化。为了解决现有磁光阱系统复杂的问题,采取衍射光栅芯片与原子冷却俘获相结合的方案,通过线性光栅对单束入射光波进行相位调制,成功实现芯片尺度下原子的冷却。微小型化磁光阱核心芯片的制备,搭建了光学结构简单的磁光阱系统,为未来进一步实现磁光阱整体系统微小型化奠定了坚实基础。     

量子地球物理深部探测技术及装备发展战略研究

量子传感与测量技术是实现地球深部重磁场精细化探测的颠覆性技术之一,成为国际地球物理探测装备的重点发展方向。本文聚焦我国地球重磁场的量子高精度测量前沿技术布局,梳理了量子地球物理探测装备的发展现状,分析了深部资源探测中超导量子电磁探测系统、磁矢量梯度探测系统和超导重力探测系统、冷原子绝对重力探测系统等需求,研判量子精密测量技术的国际发展态势,剖析我国该领域发展面临的科技难题、技术瓶颈和机遇挑战。针对我国量子地球物理探测装备在核心技术攻关、完全国产化和探测应用等方面能力不足问题,提出了新一代量子高精度地球物理深部探测装备的发展目标、技术体系、重点任务、战略规划,突破超导量子芯片和高灵敏度传感器等“卡脖子”技术瓶颈,建立我国自主可控的量子地球物理探测技术及装备发展的协同组织模式,推动深部探测装备高质量跨越式发展,为解决深部矿产资源探测、揭示地球深部构造等重大问题提供技术支撑。     

量子测量技术将掀起新一轮航空科技创新的帷幕

正从2019年5月20日开始,国际单位制的七个基本单位全部实现以基本物理常数来定义,就是将用量子来诠释国际单位制。随着量子技术的发展和逐渐进入应用阶段,量子测量将为未来精密测量提供新的途径,量子测量技术必将掀起新一轮航空科技创新的帷幕。     

工业CT坐标精密测量技术

介绍了基于X射线工业CT的坐标精密测量技术,讨论了该技术相对于传统三坐标测量技术的优势和不足及国内外的发展现状,对主要研究方向进行了探讨和研究,指出目前CT坐标测量中存在的问题,为评价测量不确定度提出了系统的解决思路。工业CT坐标精密测量测量技术在国内尚处于探索阶段,具有较大的发展空间和应用前景。     

基于里德堡原子的微波相移测量

基于里德堡原子的微波量子精密测量技术由于其高灵敏度、高分辨、宽带宽且可直接溯源至基本物理常数等优势，已在微波量子计量、通信、成像等领域展现出广阔的应用前景。通过提出一种基于里德堡原子的微波相移测量方法，利用热里德堡原子光谱实现对本振(LO)微波场与待测(SIG)微波场的外差探测，得到了相移与待测微波场相移相同的中频(IF)探测信号；然后利用锁相放大算法对探测信号进行处理，得到探测信号相对同频参考信号的相位差；最后，利用位移台在待测微波信号中引入相移，比较位移前后的相位差测量结果，实现了6.92 GHz微波信号相移的测量。对相移测量结果进行线性拟合，得到该频率的微波传播常数，与理论计算结果的相对误差约为0.2%,验证了这种全光学微波相移测量方法的可行性，并为微波量子精密测量技术在通信雷达等领域的应用奠定了基础。     

光纤光栅振动传感系统仿真研究与分析

由于光纤光栅传感器具有灵敏度高、动态范围宽、不受电磁干扰、成本低、体积小等优点,使其在传感领域具有很好的应用前景.光纤光栅传感技术已成为现代传感领域的一个重要研究方向,其在振动传感领域的应用也取得了一定的成就.本文针对悬臂梁式光纤光栅振动传感,将光纤光栅振动传感元件近似为惯性式振动系统,以其数学模型为基础,利用Matl...     

共焦三维超精密测量技术研究进展

三维超精密测量技术对提升高端装备制造质量具有基础支撑作用。随着先进制造技术的不断进步,减小系统测量误差和扩大测量范围已成为三维超精密测量技术发展的关键。近年来,共焦三维测量技术发展迅猛,其应用领域也从生物医学逐步扩展到加工制造领域。本文系统介绍了共焦三维测量技术的研究现状和应用进展,从技术原理角度阐述了提高共焦三维测量分辨力以及扩大共焦三维测量范围的方法,对比总结了干涉共焦测量、差动共焦三维测量、光谱共焦测量等技术的相关研究成果,详细介绍了共焦三维测量技术在表面轮廓测量、微结构特征尺寸测量和关键部件内间隙测量等领域的应用情况,并在此基础上,对共焦三维测量技术的未来发展方向进行了展望,以期为后续研究提供技术参考。     

相移条纹投影三维形貌测量技术综述

结构光三维形貌测量系统目前得到了越来越广泛的应用和研究,相移条纹投影三维形貌精密测量技术是其重要的发展方向。对结构光相移条纹投影三维形貌测量系统的应用发展、工作过程、不同系统构成方式、相移条纹的各种形式及特点、相位误差校正方法、不同相位解包裹算法及其优缺点和适用场合、测量系统数学模型的实现方法及其相应的优缺点、高动态范围测量技术等进行了详细的分析。对相移条纹投影系统的工作流程、实现方法、关键技术的发展及其存在问题等进行了比较全面的梳理,为三维形貌精密测量技术进一步满足先进制造中更高精度的要求指出了后续的研究方向。     

Ⅰ类倍频中的双色连续变量纠缠特性分析

不同波长光场的连续变量纠缠在精密测量、量子通信网络等方面具有重要的潜在应用.倍频过程已经被证明是产生光场压缩态与纠缠态的有效器件.本文分析了单共振与双共振I类倍频过程中的量子纠缠特性,结果表明:两个不同波长的输出光场具有量子纠缠特性,最后给出了纠缠特性随各种实验参数的变化关系,为其在量子测量与量子网络中的应用提供了参考.     

普朗克常数精密测量的历史和现状

普朗克常数是量子世界和可观测量子效应的基本标志。作为物理学中基本物理常数之一,它的精确测定对于质量计量的物理基准建立、量子效应精密测量及早期宇宙大爆炸物理特性研究等都有重要意义。经过一百多年来各种间接和直接方法测量,普朗克常数的精确值2019年才被定义。系统地回顾了这一历史进程,并展望普朗克常数精密测量领域的未来发展。     

爆破模型的动态光测力学方法研究综述

动态光测力学方法是爆破模型研究十分重要的工具,各种光测力学方法对爆炸应力、应变、位移场的测量及相应研究有不同的作用.在总结大量国内外文献的基础上,对爆破模型研究中使用的动态光测力学方法进行了回顾和评述,阐述了它们在不同阶段实验技术和理论研究的进步.重点介绍动光弹、激光全息干涉法在爆破研究中的运用及最新进展,简略探讨了动态焦散、云纹、云纹干涉法等其它光测力学方法在动载研究中的使用情况.通过分析上述文献,指出了这些方法的运用前景和发展方向.     

面向先进装备制造业的室内空间测量定位系统

在以航天航空、造船为代表的大型装备制造业中,精密测量技术是产品质量的重要保证,目前以激光跟踪仪为代表的传统单站式测量系统已无法适应如今超大空间与高效率的测量要求。作为分布式测量系统,室内空间测量定位系统因其扩展性好、可并行测量等优势,已被广泛应用于先进装备制造业。本文详细阐述了室内空间测量定位系统的基本传感机理,梳理总结了整套系统的关键技术,并介绍了室内空间测量定位系统的相关工业应用。     

量子点荧光材料在照明和显示领域的研究进展

由于量子点具有发光波长尺寸可调谐、发光峰窄、发光效率高和热稳定性等特点,近年来作为一种新型发光材料受到了越来越多的关注。它们不仅可以在电激发下实现自主发光,还可以在光激发下实现光转换,因此在照明和显示领域具有很广阔的应用前景。总结了用量子点荧光材料制备白光发光二极管的6种方法及其研究进展,还介绍了它们在液晶显示领域的应用,最后讨论了目前量子点荧光粉存在的问题和今后的研究方向。     

碳量子点的合成、性质及其应用

碳量子点(CQDs,C-dots or CDs)是一种新型的碳纳米材料,尺寸在10nm以下,具有良好的水溶性、化学惰性、低毒性、易于功能化和抗光漂白性、光稳定性等优异性能,是碳纳米家族中的一颗闪亮的明星。自从2006年[1]报道了碳量子点(CQDs)明亮多彩的发光现象后,世界各地的研究小组开始对CQDs进行了深入的研究。最近几年的研究报道了各种方法制备的CQDs在生物医学、光催化、光电子、传感等领域中都有重要的应用价值。这篇综述主要总结了关于CQDs的最近的发展,介绍了CQDs的合成方法、表面修饰、掺杂、发光机理、光电性质以及在生物医学、光催化、光电子、传感等领域的应用。     

光纤光栅技术在煤矿安全生产中的应用

目前光纤传感技术应用于矿井安全监控领域以弥补传统传感器存在测量精度低、稳定可靠性差、易腐蚀和易受电磁干扰等不足。本文介绍了光纤光栅传感原理,讨论了光纤光栅传感技术在煤岩动力灾害、矿井水灾和火灾的应用。研究结果表明光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、测量精度高、易于传输、准分布式测量等特点,在煤矿生产中具有广泛的应用前景。     

精密测量和加工中的激光技术

激光具有高方向性、高单色性、高相干性以及普通光源达不到的能量密度等优点。近年来,由于激光技术具有高准确度、非接触、稳定性好等独特优点,在精密加工和测量领域受到了广泛关注。本文综述了激光技术在精密测量和加工领域的应用现状,并根据其测量原理和应用场景的不同进行分类和总结。在现有发展现状的基础上,对激光技术在精密测量和加工领域的发展趋势进行了分析和展望,为进一步推动激光技术在精密测量和精密加工领域的应用提供参考。     

CNC齿轮测量中心总体设计和软件设计

在我国“十五”科技发展规划和高技术产业发展规划中都将装备制造业列为重点发展领域,CNC齿轮测量中心作为精密测量仪器是装备制造业中重点发展的主要项目之一。CNC齿轮测量中心是八十年代国际上迅速发展起来的机电结合的高技术量仪。它集先进的计算机技术、微电子技术、精密机械制造技术、高精度传感技术、信息处理技术与精密测量理论于一体。与传统的机械式齿轮量仪相比,其测量精度高、速度快、功能强,一次装夹可以自动完成工件的多项参数的测量。从已经开发出的测量功能来看,CNC齿轮测量中心不限于测量齿轮,还可以测量复杂刀具、蜗轮…