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[硕士论文] 田叶
计算机技术 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:光谱测量是一种常用的物质检测技术,特点是分析速率高、无损耗、绿色低成本且容易实时在线分析。根据其自身的优势,光谱测量技术已经被广泛应用于医药、农业、化工业等科学领域。然而,通过光谱测量得到的数据一般具有“高维度、低样本”的特征,并且谱带间存在严重的重叠问题,使得光谱数据较为复杂,难以直观地做出分析与判断。基于这一问题,本文使用近红外光谱测量技术,面向多组分分析,重点研究化学计量学中的多元回归方法,利用不同的算法进行建模分析并比较实验结果。
  偏最小二乘是近红外光谱分析中应用最为广泛的一种算法,它能够有效克服高维光谱数据中的多重相关性问题,提取有效信息,降低模型中的变量维度。但究其本质,偏最小二乘算法中的隐变量是原自变量的线性组合,它将所有的原始变量都带入模型进行预测分析,从而可能存在无关或者冗余的变量信息,使得模型相对于原始变量并没有实现变量选择,变量信息无法解释,因此需要引入稀疏化方法,从真正意义上达到变量选择的效果。
  本文的研究工作着手于模型稀疏化,从协方差估计、重加权和阈值约束三个方面达到对光谱数据的波长选择,除此以外还对样本进行选择,利用波长选择的思想处理样本选择问题。主要工作如下:
  1.本文提出基于稀疏矩阵变换(SMT)的协方差估计方法,通过具有高度相关性的变量之间的坐标转换达到剔除部分无效或冗余变量的效果,使得变量之间相互独立,提高协方差估计的稳定性和准确性。将SMT估计加入偏最小二乘算法中,并继续对偏最小二乘建模过程中进行重加权处理,得到稀疏化的偏最小二乘(SPLS)方法,最后将PLS和SMT-PLS以及SMT-SPLS这三种回归方法进行分析对比。
  2.提出基于框架的稀疏化学习方法,其本质思想是对多元回归方法计算得到的回归系数值再次进行函数处理,设定阈值从而剔除部分无效变量,该框架算法的优势在于迭代多次进行稀疏化变量选择。同时,将框架与稀疏化的偏最小二乘方法相集成(IRLS-SPLS),达到不仅能在框架中使用不同的函数对自变量进行加权惩罚,还能循环多次处理回归系数。最后通过软件程序实现并将结果与其他多元回归方法相比较。
  3.借鉴变量选择的思想用于样本选择,利用非线性的偏最小二乘方法对样本进行自动选择,再加入权重值对结果再次稀疏,或者结合稀疏化迭代框架的设计对样本进行迭代选择。在本设计点中针对于大样本量的数据,如果样本量过少则不适用于稀疏化方法,否则会使得模型欠拟合。
[硕士论文] 吴云光
物理学 中北大学 2018(学位年度)
摘要:为了对医学成像等技术手段和组织结构的生理状态进行深入的研究和探索,这就要求我们能够充分了解组织中光的时间和空间分布。其次由于人类生活中处处存在着物质的湍流运动现象,如果我们能够利用这些湍流效应,就可以对大自然进行正确的改造和利用,因此湍流介质中激光光束的传输变换问题成为了学者研究的焦点。
  第一章:阐述了本论文的研究背景和研究价值,总结了论文研究中所涉及到的理论基础和研究方法。
  第二章:研究了当用随机电磁GSM涡旋光束照射生物组织时,生物组织折射率结构常数C2n、空间互相关长度σxy、空间自相关长度σyy和波长λ寸偏振度P的影响情况。研究表明,偏振度P的复杂性依次为偏振度P(0,ρ,z)、P(ρ,ρ,z)和P(0,0,z),源平面处的偏振度与空间相关长度(σxy和σyy)有关,而与光束波长λ无关。
  第三章:研究了当用随机电磁GSM涡旋光束照射生物组织时,生物组织折射率结构常数C2n口等参量对偏振度态的影响情况。结果表明,在生物组织传输中,波长λ越小、生物组织折射率结构常数C2n越大,偏振度P(ρ,0,z)的最小值越大而最大值越小,互相关空间长度σxy越大,偏振度P的最小值越小而最大值越大。方位角θ(ρ,0,z)的初始值和最终值的极性相反,σyy与σxx的差值极性不同,方位角θ的变化趋势也不同。当空间自相关长度σyy=σxx时,椭圆率ε在最大值。
  第四章:研究了当用随机电磁GSM涡旋光束照射生物组织时,生物组织折射率结构常数C2n和光束波长λ寸相干度μ的影响情况。研究表明,生物组织折射率结构常数C2n和光源波长λ寸随机电磁GSM涡旋光束在生物组织中相干度μ有一定的影响。当相干度μ的最大值和相应的传输距离越小时对应的C2n越大。
  第五章:研究了当用随机电磁GSM涡旋光束照射生物组织时,Stokes参量的变化情况。研究表明,斯托克斯参量s'1,s'2,s'3的最大值越小而s'1的最小值越大时,生物组织折射率结构常数C2n越大;同时因为远红外波长与生物组织自生发出的波长相近而发生共振,另一方面,生物组织对紫外线有较强的吸收作用,因此我们选择近红外光进行研究。
  第六章:对本论文中随机电磁GSM涡旋光束在生物组织传输中的研究过程进行了概括。
[硕士论文] 邵蒙蒙
凝聚态物理 北京交通大学 2018(学位年度)
摘要:量子力学与统计信息学的结合,产生了量子相位估值理论,并且它在原子钟、高精度量子测量和引力波探测等领域提供了很好的理论基础。实际上,量子相位测量就是对随机测量产生的结果进行合理的数据处理,进而得到相位估计量的过程。在对量子相位进行估值时,关键点在于找到合适的量子态,优化相关的力学量以及数据的处理,以达到估计量的涨落低于标准量子极限的目的。
  在量子测量中,人为的对输出结果进行特殊的数据分类和处理,可以实现双输出测量,进而得到估计量。在马赫-曾德干涉仪的一个输出端,根据检测到的光子数目的奇、偶,还是零和非零,人们已经实现了所谓的宇称测量和零-非零测量。上述两个例子都可以归结为双输出问题。最近双输出测量在量子增益显微镜方面也开始被采用[1,2]。
  本论文的主要创新性研究成果如下:
  1.对于一般的双输出光子测量,对输出信号进行最简单的反函数数据处理就能饱和Cramér-Rao下限。并且考虑到实验中的不完美性,可以得出输出信号,光学相位的最优工作点和相位灵敏度的解析表达式。对于相位估计量,分别用最大似然估计方法和反函数估计方法进行了数值模拟。模拟结果表明解析结果是无偏的。
  2.在使用twin-Fock光照状态的显微镜中,由于实验的不完善,显微镜图像会受相位敏感度的影响。文中提出两个方案来彻底消除这种奇异性:(i)通过一个与空间相关的偏移相位来锁定在最佳工作点处由光束感测的相移(ii)将两个双输出光子计数测量进行结合,一个是具有固定的偏移相位,另一个没有任何的偏移相位。该结果对于任何一种双输出测量都是有效的,并且可能为具有N光子态的量子增益显微镜提供了方法。
  3.对于双输出光子测量,当测量次数足够多的时候,反函数估计方法无限接近最大似然估计方法,这时候可以认为反函数估计方法就是最大似然估计方法。
[硕士论文] 李润泉
光学工程 北京交通大学 2018(学位年度)
摘要:涡旋光是一种具有螺旋型相位结构的特殊环形光场,其具备的轨道角动量特性及特殊的相位结构使其在光学微操、光通信等领域具有重要的研究价值。本文结合国内外的涡旋光研究进展,对涡旋光的衍射特性进行了详细的研究。拉盖尔-高斯光束(LG光束)是一种最为常见的涡旋光,本文研究的涡旋光即为LG光束。
  本文的主要工作如下:
  (1)研究了LG光束经过正多边形光阑后的光场分布。针对不同的多边形光阑,包括正三角形、正方形及正六边形,通过理论研究得到LG光束经过这些光阑后的衍射光场分布图及相位分布图,同时修改光阑的结构参数,分析衍射光场的变化情况。结果表明,环形的涡旋光经过正三角形光阑及正方形光阑衍射后会出现与衍射孔相对应的光斑点阵,点阵中光斑的个数与涡旋光相位结构的拓扑荷数具有直接的关联。此外正六边形光阑衍射中,衍射光场会出现环形光斑,表明多边形的边数越多,衍射光场也越接近入射的涡旋光。
  (2)研究了LG光束经过圆形衍射孔后的衍射光场。研究发现,经过圆孔、圆环光阑后,衍射光场的光强近似于Bessel光束的光强分布,相位仍保留LG光束的结构。随后研究了正六边形多孔阵列光阑的衍射情况,发现改变拓扑荷数能够得到蜂窝状、花瓣状及莲蓬状的光场,并且随着拓扑荷数的增大,衍射光场会出现一种准周期性的变化。针对其中的蜂窝状光场进行了详细的分析,研究了正六边形多孔阵列光阑的结构对于蜂窝状光场的影响。
  (3)开展了涡旋光的衍射实验,利用空间光调制器加载叉形光栅,实现涡旋光的产生,利用产生的涡旋光开展了相关的衍射实验,实验结果与理论结果保持一致。
[博士论文] 胡广骁
光学 中国科学技术大学 2018(学位年度)
摘要:拉曼散射是一种非弹性光散射现象,反映了分子(或晶格)的振动、转动及其它低频模态信息,可用于获取探测目标的成分或结构信息。相比于红外吸收光谱技术、荧光光谱技术,特征峰更加细锐,对于物质成分的识别更加准确。有毒化学品、危险爆炸物、极端环境下矿物、生命标志物等目标的远程非接触安全探测在国防安全、地质勘探、行星探测等领域中具有重大的科学价值。现有的拉曼光谱技术多为原位分析系统,很难满足上述目标的探测分析。研究一种新型的远程非接触拉曼光谱技术,将为上述研究领域提供一种安全、高效、精准的分析手段。
  在拉曼光谱技术的发展进程中,先后经历了单元棱镜光谱仪与光栅光谱仪(1920~1980)、傅里叶变换光谱仪(1980~1990)、多元光栅色散型光谱仪(1990~2010)与本文论述的空间外差拉曼光谱仪的研究热潮(2010~至今)。傅里叶型光谱仪,存在移动部件,不能适用于时间分辨技术。光栅色散型拉曼光谱仪,受到入射狭缝的限制,很难取得较高的光通量。自2011年以来,基于其大视场、高通量、高分辨率、小型化、无动件、适用于远程等特点,空间外差拉曼光谱技术(SHRS:Spatial Heterodyne Raman Spectroscopy)成为拉曼光谱探测、拉曼光谱应用领域等相关学科的一个研究热点。
  本文以空间外差拉曼光谱探测技术为研究对象;以验证SHRS探测能力,实现高光谱、宽谱段、远程非接触的实验平台与原理样机为研究目标;围绕SHRS探测机理、一维SHRS实验研究、二维SHRS实验研究与便携式SHRS光谱仪样机优化设计等内容展开。具体研究内容如下:
  1.SHRS探测机理研究。
  本部分工作对SHRS一维探测原理、二维干涉谱段拓宽方法进行了分析与阐述。针对一维与二维干涉数据,分别建立了处理方法,将传统应用中的一维平场方法、充零运算与傅里叶变换拓展至二维。针对原始拉曼光谱数据,建立了去尖峰噪声、去白噪声与去基线等处理方法。提出了SHRS小型化中的三个瓶颈问题,从理论上给出了衍射级混叠与成像镜组设计难度之间相互制约的原因;指出了窄谱段空间外差光谱仪光谱定标模型不再适用的原因,并将一阶定标模型拓展至二阶,建立了新的光谱定标模型。
  2.一维SHRS探测实验研究。
  本部分工作建立了一维SHRS实验系统,首先验证了原位SHRS的可行性,获取了纯净样品与天然矿石的拉曼光谱,实现优于5cm-1的光谱分辨率。利用所获取的干涉数据,对所建立的一维干涉数据数据处理方法与拉曼光谱数据处理方法进行了验证,处理之后,光谱更加平滑,信噪比可提高30%以上。通过加装望远镜的方式,对SHRS远程的远程探测能力进行了实验分析,实现大于10m的探测距离,获取了天然矿石、化学毒剂模拟剂等目标的拉曼光谱,主要特征峰信噪比优于5,可满足定量分析要求。
  3.二维SHRS探测实验研究。
  本部分工作建立了原位二维SHRS实验系统,证明了利用二维干涉法实现谱段加宽的技术可行性,实现优于4cm-1的光谱分辨率,拉曼频移范围优于3000cm-1。利用所获取干涉数据,对所建立的二维干涉数据处理方法进行了验证,处理之后信噪比可提高20%以上。对正反斯托克斯同时探测的可行性进行了理论分析,指出SHRS可实现500cm-1以下的正反斯托克斯谱带同时探测,利用二维SHRS技术,获取了硫磺、四氯化碳等强拉曼散射的特征峰。
  4.便携式SHRS样机优化设计与性能评估。
  在上述研究的基础上,开展了小型SHRS样机的优化设计,主要解决了衍射级混叠、成像镜组设计与宽谱段光谱定标等关键技术难点,进行了干涉仪、成像镜组与准直镜组的光学设计与性能评估。整机装配完成之后,进行了光谱定标与实验研究,各指标均符合设计要求。对纯净样品、天然样品的探测能力进行了测试,获取了被测目标50~3990cm-1斯托克斯频移范围内,约4.68cm-1光谱分辨率的宽带高光谱拉曼数据。对典型样品环己烷与硝酸铵的信噪比进行了测试,积分时间2s,激光功率300mW时,特征峰信噪比优于150。在此基础上,通过加装望远镜的方式,对样机的远程探测能力进行了实验分析,获取了5m外矿石、贝壳、化学试剂等目标的拉曼光谱,积分时间8s,激光功率300mW时,环己烷、硝酸铵等典型目标特征峰信噪比优于50。
[博士论文] 王北一
测试计量技术及仪器 哈尔滨理工大学 2018(学位年度)
摘要:条纹结构光三维测量技术以其高准确度、高效率和非接触的优点在高速检测、产品开发、质量控制、反向工程等领域得到广泛的应用和发展。其测量准确度随着硬件设备和图像处理技术的发展而大幅度提高,但针对复杂被测物,其容错能力、抗干扰能力较弱,从而制约了其实用性。为此,本文研究采用普通条纹结构光三维测量方法,针对复杂被测物受相位展开方法和表面特性影响带来的测量误差,研究多频相位展开方法、表面高亮抑制方法及其装置。
  1.本文对于目前展开相位的复杂计算,范围有限和波长位置跃跳导致大误差的问题,提出一种双频条纹结构光相位展开方法,建立其数学模型。进而,针对实际应用环境,对提出的相位展开方法进行了误差分析,推导其误差容限。通过三维测量与抗干扰能力仿真验证实验,在有干扰和无干扰环境下,验证双频相位展开数学模型和误差分析的正确性。
  2.针对现有多频模式时间相位展开方法,即多频分层、多频外差和多频数论,通过测量原理阐述、测量误差分析、数值仿真实验与本文双频条纹结构光相位展开方法进行对比研究。鉴于投射图案起止点存在跃跳误差问题,提出一种错位双频条纹结构光相位展开方法,完成其理论分析和数值仿真验证。
  3.为进一步拓展条纹结构光量程,或在同量程范围内提高相位展开方法的抗干扰能力,将双频相位展开方法拓展到三频相位展开方法。建立其数学模型,对提出的相位展开方法进行误差分析,推导其误差容限。分析条纹结构光组合的等效波长,给出最优频率组合准则。通过三维测量与抗干扰能力仿真验证实验,在有干扰和无干扰的仿真环境下,验证三频相位展开数学模型和误差分析的正确性,以及在误差、抗干扰能力方面的有效性。
  4.针对条纹结构光测量过程中高亮区域导致测量失效,提出基于线性扩散板的高亮抑制方法,推导出入射光线经过线性扩散板之后的辐射照度与高亮点反射光线的辐射亮度表达式,建立了基于辐射度量学的线性扩散板抑制高亮原理模型。为进一步消除高亮区域,针对现有高亮抑制算法存在复杂的图像分割问题,提出反射分量分离理论与基于优先级的像素填补方法相结合的强反射表面高亮抑制图像处理算法。
  5.提出和实现条纹结构光三维测量的高亮抑制方案和装置,针对典型表面和复杂表面进行三维测量实验。实验表明,双频和三频条纹结构光相位展开方法能有效抑制跃跳误差、运算简洁、测量效率较高。进行了基于线性扩散板的物体高亮抑制实验与基于反射分量分离与优先级像素填补方法相结合的高亮抑制实验。对不同形状、不同光滑度的强反射表面物体在进行三维重构实验和定性与定量分析。
  本文研究为条纹结构光三维测量相位展开和高亮抑制提供了理论支撑和实验依据,对促进条纹结构光三维测量技术工程应用具有实际意义。
[硕士论文] 封焕波
粒子物理与原子核物理 广西大学 2018(学位年度)
摘要:微型结构气体探测器(MPGD)具有高计数率、极快的时间响应、亚毫米级的空间分辨、易大面积研制、结实耐用以及造价低廉的优点。因此,有许多对MPGD的深入研究,也得到广泛的应用。
  X射线偏振可以提供高能天体的几何结构,周围的磁场强度,辐射机制等重要信息,是理解天体物理的重要手段。对基于光电效应的X射线偏振的测量需要高灵敏度的探测器。得到较长较细的光电子径迹,并精细地重建出光电子径迹,是对探测器提出的要求。MPGD可以适应这些要求,是光电偏振探测器的很好的选择。为此,首先基于MicroMegas气体探测器运用ICCD相机对光读出进行了研究,对X射线和α粒子进行二维成像,都获得了α粒子和光电子的径迹;而后基于THGEM气体探测器采用了Topmetal芯片对电子进行收集并读出。在不同气压和增益的条件得到明显的光电子径迹,特别是在80kPa的气压、增益高于4×103的条件,基本满足了重建出光电子出射方向的要求。
  中国空间站计划部署的高能宇宙辐射探测设备(HERD),将在空间探寻暗物质粒子和精细观测高能区原初宇宙线。量能器是HERD核心探测器,其由LYSO立方晶体组成。本文讨论的基于THGEM气体探测器的宇宙线描迹仪,用于对LYSO晶体的标定。THGEM气体探测器的有效面积为20×30cm2,双层THGEM的增益接近1×104,采用200+134路二维条读出,重建出了55Fe源的位置。
  另外,在制作工艺方面,采用双氧水体系对THGEM膜整板化学抛光腐蚀,实现了各种规格的THGEM膜研制。
[博士论文] 李文琳
理论物理 大连理工大学 2018(学位年度)
摘要:自从C.Huygens于17世纪发现同步现象并对其特性进行研究以来,同步理论被大量学者发展与完善,并在物理学、生物学、计算机科学乃至社会学等多个领域展现了其应用价值。近年来,研究者在微观尺度下观测到了类似的现象。量子力学独特的性质使得经典同步理论难以准确地描述和分析微观系统的同步现象,这导致了以量子力学为基础的同步理论,即量子同步理论,成为了一个新的研究热点。量子同步理论作为量子力学、信息学与控制论的新兴交叉学科,其主要研究目标是给出量子同步现象的定义与度量;设计令量子系统达到同步的方案以及寻找其合适的应用方案等。为此,本文主要针对上述关键问题进行了研究。我们给出了一种基于相对误差的非局域的量子同步度量;提出了利用耦合或控制实现两体光力系统间的量子同步方案;进一步将该方案推广到多体系统,并获得了同步条件;展示了量子同步在近似加速方案和参数识别方案中的应用。具体的研究内容如下:
  以量子完全同步和量子相同步为基础,给出了量子广义同步的定义与相对应的同步判据。这一判据降低了通过系统自身的参数判断其能否达到同步过程的难度。同时,从量子测量的角度解释了在量子同步度量中引入非局域项的必要性并提出了一个真正的量子同步度量应该满足的四条准则。在此基础上,给出了一种同时满足上述准则的量子同步度量。这些准则和度量能够区分一个同步现象是量子同步还是半经典同步。
  以两体光力系统为例,分别提出了利用耦合和控制场令系统达到量子同步的方案并给出了控制场的解析表达式。研究发现,耦合同步具有模型简单以及量子涨落较小的优点;而控制同步法具有设计灵活、易于实现广义同步并可以使系统快速达到同步的优点。这一论题随后被推广到多体系统中。当耦合的量子系统构成星形网络、小世界网络和无标度网络时,我们获得了能够令系统达到量子同步所对应的同步条件。这些条件在系统的耦合结构变化时依旧适用。进一步通过数值模拟由腔QED系统和光力系统构成的量子网络验证了同步条件的有效性。
  最后,提出了两种利用量子同步优化量子信息处理过程的方案,其分别为近似加速方案以及参数识别方案。通过将量子Zeno近似加速问题转化为量子广义同步问题,给出了加速哈密顿量和加速场的通式。与常见的近似加速的相关研究相比,量子广义同步放宽了控制目标的限制,从而使加速哈密顿量可以被灵活地选取。随后,通过构建虚拟系统的动力学方程并令其与目标参数同步,我们设计了一种识别量子系统中未知参数的方案。当系统的演化呈现出类随机的混沌演化时,这一方案仍然适用。
[硕士论文] 王敬诚
理论物理 北京交通大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,单模量子化光场与两能级原子相互作用的Dicke模型引起了人们极大的研究兴趣。本学位论文主要运用量子光学相关理论,采用数值计算和模拟的方法重点研究N个全同粒子的Dicke模型。系统地研究了单模光腔内全同原子的自旋压缩及光场的量子统计性质。
  本学位论文将会在以下三个方面展开讨论:
  首先,我们在第一章中回顾了单模光场各种量子态,例如:数态(Fock态)、相干态和压缩态,接着介绍了描述光场统计分布性质的二阶关联函数和二能级原子系宗的自旋压缩。
  第二章中,在偶极近似及旋转波近似(RWA)条件下,详细讨论了两个全同粒子情况的Dicke模型,求解含时薛定谔方程,计算出了两个全同粒子情况Dicke模型的解析解。最后分析了在单光子跃迁的情况下,自旋压缩系数和光场Fano因子的解析结果。
  第三章为本论文的重点,我们将前一章节两个全同粒子的Dicke模型进行了推广,考虑N(N>2)个全同粒子的一般情况,并分析原子-光场反共振项、原子自发辐射及腔内光子漏损等因素的影响。从初始态相干直积态出发,两能级原子和光场几乎同时随时间演化为自旋压缩态和振幅压缩缩态。同时我们还发现反共振项的贡献等效对旋转波近似结果提供一个修正,对最优压缩值影响很小;原子的自发辐射和腔内光子漏损减弱了最终压缩程度,它们对最优压缩时间的影响不大。
[硕士论文] 陈颖康
物理学光学 广西大学 2018(学位年度)
摘要:艾里光束是近几年兴起的一种无衍射光束,它在传输过程中具有无衍射、自愈合、自加速的奇特光学特性,因而吸引了诸多科研工作者的广泛兴趣,在表面等离激元操控、光弹、三维超分辨率成像、图像信号传输等多个领域有极为广泛的应用。随着艾里光束的应用推广,衍生出了诸多不同类型的类艾里光束。同标准艾里光束相比,相位经过额外或特殊调制的类艾里光束,其某些特性会得到优化与加强,以满足人们的应用需求。通过改变两翼夹角和在艾里函数的基础上添加螺旋相位,本文主要研究了任意两翼夹角的非傍轴二维艾里光束和两翼夹角不为90°的畸形二维涡旋艾里光束的传输特性,并与前人研究过的傍轴二维艾里光束和两翼夹角为90°的二维涡旋艾里光束的传输特性进行了比较研究。论文具体研究内容如下:
  (1)以突变理论为基础框架,从二维艾里光束韵光场分布方程出发,推导得到了不同两翼夹角、不同入射角度的二维艾里光束的传输特性。发现:两翼夹角为90°的二维艾里光束在傍轴传输时不会发生双曲脐点型突变,光束沿一条抛物线轨迹传播,而在非傍轴传输时则会发生双曲脐点型突变,主瓣和光强峰值点沿两条不同的抛物线轨迹传播;两翼夹角不为90°的二维艾里光束则不论在傍轴还是非傍轴传输时都将发生双曲脐点型突变。另外本文还对任意两翼夹角的傍轴二维艾里光束的传播轨迹进行了数值模拟,得到了两翼夹角改变时光束传播轨迹的变化规律。
  (2)结合数值模拟和实验测量的结果,分析了不同拓扑荷数、任意两翼夹角的二维涡旋艾里光束的传输演化特性。发现,由于额外添加的螺旋相位,二维涡旋艾里光束的主瓣在初始位置处存在一可自修复的半环形缺口,自修复距离跟两翼夹角和拓扑荷数的大小有关。又因为光学涡旋具有轨道角动量,使得光束在传播过程中会发生向左的横向偏移,因此可以通过改变两翼夹角和拓扑荷数来控制光束主瓣和光强峰值点的传播轨迹,做到上下、左右全方位的轨迹调制。另外,考虑到二维涡旋艾里光束在传输过程中能量分布的变化,可以通过改变两翼夹角和拓扑荷数来控制光束在不同传输距离处横截剖面图中任意位置的光强比。
[博士论文] 黄晨
原子与分子物理 华中师范大学 2018(学位年度)
摘要:随着量子光学的发展,人们发现了许多与经典框架下完全不同的效应。它们的出现极大的推动着当今科技的进步。量子通信、量子计算、精确测量等领域已经成为大家追逐的焦点。而作为这些领域共同的理论基础之一,压缩和纠缠自然的得到了广泛的关注和深入的研究。由于压缩和纠缠态的优异特性以及广泛应用,人们提出了许多基于相干演化的方式来制备压缩和纠缠态。但是,由于相干演化对环境库的耗散或是退相干等在实际实验中存在的干扰十分敏感,所制备的压缩和纠缠态非常容易被破坏,其存在时间远远比腔的本征时间小。近年来,人们提出了基于Bogoliubov模耗散来制备压缩和纠缠。一般来说,耗散在系统建立关联的过程中是起负面作用的。因此人们希望尽可能减弱或消除耗散对系统的作用。但是这里所利用的Bogoliubov模耗散与其他的耗散机制不同,当Bogoliubov模被人工库耗散至真空态时,作为其组成部分的两个个体就会进入压缩和纠缠态。其最根本的机制还是Bogoliubov模耗散在一个吸收系统中建立了双光子过程。然而,利用该机制实现压缩纠缠是否还需要系统中本身存在的长寿命相干还犹未可知。另一方面,如何控制在系统演化过程中由真空库诱导的自发辐射也是我们需要关注的一个重点。荧光谱线的窄化与增强可以显著提升基于荧光的精密测量的精度和效率。通常情况下,人们可以通过改变原子所处环境或是利用额外的相干相互作用来改变自发辐射的性质。之前的研究工作主要集中在使用双相干机制来控制原子荧光谱的线宽。但这种机制首先需要极高的实验条件,其次它会使得相应频率上的荧光强度急剧减小,很难在实际应用中实现并加以利用。因此,目前还没有提出一个容易实现的使荧光谱线窄化且同时增强的方案。这也同时严重制约了基于荧光的高精度测量的精度和效率。论文的创新工作包括以下几个方面:
  一、阐明了阈值以下原子-腔系统中的自发反馈效应是导致荧光谱中出现极窄极高锐线的直接物理机制。所得到的荧光锐线可以显著的提升基于原子荧光进行的高精度测量的测量精度和测量效率,并且利用该机制得到锐线所需的实验条件相较“双相干机制”明显降低。我们将其推广到了多种不同的原子-腔系统之中,在满足一定条件时均可得到荧光锐线。文中详细地给出了在各种系统中参数应满足的条件,以及所获得荧光锐线的性质及限制和相互之间的比较。我们从最基本的二能级裸态原子与腔场耦合系统入手,发现原子产生的荧光光子会被腔场所吸收,然后产生的腔场会反过来耦合原子。在接近激光阈值并保持在阈值以下的区域内,原子的等效衰减速率会急剧减小。在这种情形下,由于系统中的布居并没有被额外的相干效应所囚禁,原子的荧光谱在衰减率变得极小时就会出现极窄极高的荧光锐线。这种机制等价于利用原子自发辐射产生的荧光光子作为其自身的控制源,因此我们将其称之为自发反馈机制。接着我们将这种机制推广到缀饰原子系统中。在缀饰二能级原子系统中,自发反馈机制会出现在拉比边带上,使得一对拉比边带产生极窄极高的荧光锐线。同样的现象也出现在三能级缀饰原子系统中。最后我们简单讨论了在分子系统中的可行性。
  二、利用人工库的耗散作用在量子拍系统中产生原子或光场的双模压缩纠缠以及原子的激发态自旋压缩。这项研究揭示了长寿命相干对制备压缩和纠缠态并不是必须的。在长寿命相干缺失时,隐藏在由失谐引起的非线性之下耗散效应可以抑制量子拍系统中的起伏并最终导致压缩与纠缠。当系统在近共振区域时,较大的相干与失谐引起的非线性会产生很强的耗散效应使系统达到近乎理想的压缩与纠缠。我们考虑与两个腔场耦合的Ⅴ型三能级原子系综,其中两个腔场分别受到外场的驱动。腔场与原子的频率和驱动场的频率形成反对称失谐。我们发现腔场或缀饰原子在绝热条件下可以形成人工库。此时,系统中的集合缀饰原子或集合腔场的起伏会受到人工库耗散的抑制作用,使得集合缀饰原子或集合腔场的起伏达到真空态。从而使缀饰原子或腔场进入双模压缩纠缠态。当缀饰原子进入双模压缩纠缠态时,Ⅴ型三能级原子也会在一部分区域出现激发态自旋压缩。
[硕士论文] 白瑞萍
物理学;光学 延边大学 2018(学位年度)
摘要:近十几年来随着超材料的问世,超材料展示出了众多自然界所没有的奇异现象,其在负折射、隐形斗篷、完美透镜和完美吸收等方面具有广阔的应用前景,因而引起了研究者们的极大关注。其中一个重要的应用是通过设计材料特定几何结构和尺寸达到控制电磁响应的目的超材料完美吸收器。与传统完美吸收器的区别在于,超材料完美吸收器通过适当地控制电响应和磁响应使结构与自由空间的阻抗达到匹配,从而使反射降低至0,同时利用对超材料结构响应的耗散消除透射实现接近于100%的完美吸收。超材料另一个最新的应用是充当宇称-时间(PT)媒介,相关理论被称为PT对称理论,于1998年由Bender等人提出。随着PT媒介的迅速发展,其在光学波导、完美腔吸收器激光器、微波腔吸收器和共振器,特别是超材料等各种系统中应用非常广泛。
  本文基于超材料中的一对共振器耦合提出了一个实现双窄带完美吸收等离子传感器的方案。方案中,双共振峰的吸收率在臂长为270 nm时超过了95%,在臂长290 nm时超过了98%。在这两种情况下双吸收峰的半高宽均为3%(低频处)和5%(高频处),此外本文还证明了该超材料完美吸收器可以作为一个等离子传感器实现折射率传感,当臂长为290 nm时,低频处和高频处的FOM*分别达到了197.7和274.8。
  基于以上研究,本文将平面结构升级为叠加结构,提出了一个利用近场耦合实现单向无反射和非互易完美吸收的方案。我们利用CST仿真软件进行数值模拟,并用双谐振子模型进行理论验证。结果表明模拟结果与解析结果完全一致,由此证明研究方案的可行性。
  最后本文基于相位耦合的双十字架叠加结构提出了一个实现单向无反射偏振开关的方案。通过调整两个共振器间的相位耦合有效控制了单向无反射现象,并考虑一个非PT对称系统,在异常点处实现了单向无反射,在异常点附近实现了单向完美吸收。
[硕士论文] 顾馨童
物理学;光学 延边大学 2018(学位年度)
摘要:超材料是一类人工复合型结构或材料,它具有天然材料所不具备的超常物理性质。通过严格而复杂的人工设计可以表现出负折射、隐形、电磁诱导透明、完美吸收和单向无反射等物理特性。超材料的发现为电磁理论开辟了一个全新的研究方向,为材料设计领域提供了一种全新的思路。本论文对金属环纳米超材料的光学特性进行研究,主要开展如下工作:
  1、以超材料理论为基础设计了一个环形的共振器,利用高阶磁等离子共振实现超窄带完美吸收。由于采用了圆环形状结构,系统与偏振无关。研究表明:对于厚度t为60 nm的MgF2在本征共振频率178.76 THz处其吸收率为~56%,带宽为347 nm;在高阶共振频率424.5 THz处其吸收率为~1,带宽仅为13 nm。可见,基于高阶共振模式的吸收率高于本征共振模式,而基于高阶共振模式的带宽窄于本征共振模式。此外,根据共振波长下环境介质折射率变化所引起的相对反射率变化关系计算了基于高阶等离子共振的完美吸收峰的品质因数(FOM*)和灵敏度分别约为3700和190 nm/RIU。
  2、在金属环纳米超材料系统中异常点(EP)处实现一个可控的单向无反射传播。由于采用了两个圆环共振器,系统与偏振无关。研究表明:当两个银圆环共振器间的距离s为485 nm且入射波沿着+z方向激发时,在波长1441nm处反射率为~0;当减小距离s到395 nm且入射波沿着-z方向激发时,在波长1387 nm处反射率为~0。可见通过调节两个银圆环共振器间的距离s可实现在不同波长下的双向的单向无反射传播。此外,该结构在近EPs点处可作为一个窄带完美吸收器,其吸收率超过96%且吸收峰的Q-factor值为~41。
  总之,基于金属环纳米超材料的可调性实现了超窄带完美吸收和单向无反射传播,这些光学特性为传感器、探测器和滤波器等领域提供潜在的应用价值。
[硕士论文] 程晓明
物理学 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:光在通过散射介质的时候会发生多重散射,这种现象严重削弱了光在介质中的穿透深度及成像分辨率,尤其是在一些光透过散射介质进行聚焦及成像的重要应用中,如光动力治疗、光遗传学、光镊及荧光成像等。新兴的波前整形技术有望解决这一难题,它利用到空间光调制器并结合优化算法来实现对光波前的振幅、相位的控制,从而克服了多重散射的影响。然而,目前这一技术的研究在国内仍处于起步阶段,尚缺详细的基础实验研究工作。本论文在对波前整形技术进行大量文献调研的基础上,主要围绕以下两个方面的基础研究内容展开:
  一、增加聚焦深度研究。众所周知,波长较长的激光穿透力更强。所以我们使用1550nm波长激光作为光源,以DMD作为光调制器件,结合遗传算法和二元振幅调制的方法进行光透过强散射介质后聚焦的实验,并取得光透过厚度为456微米的氧化锌涂层(强散射介质)后的光聚焦。这是目前文献中报道的使用波前整形的方法实现的光透过强散射介质的最大厚度,同时还实现光在任意位置聚焦以及多点聚焦。
  二、抗噪性能更好的迭代优化算法开发。尽管遗传算法相比于其它算法,如序列优化算法等已经有较好的抗噪性能,但是在实验室环境下噪声的影响仍然很严重,所以我们研究开发了抗噪性能更好的粒子群算法并进行了实验研究。在实验中,比较了粒子群算法和遗传算法的抗噪性能,发现经过改良之后的粒子群算法在抗噪性能方面相比于遗传算法具有明显的优势。
[硕士论文] 师亚萍
测试计量技术及仪器 西安工业大学 2018(学位年度)
摘要:径向剪切干涉技术是将具有空间相干性的光波经某种装置分成扩大和缩小两波面,并在其公共区域产生干涉条纹的一种测量技术。相对传统的干涉技术,该技术具有共光路、对外界环境、振动等因素不敏感、仅需一幅干涉图就可重构出波面等优势,为开发在线检测设备作准备。本课题是在对非球面元件的高精度检测及现场工作的需求下提出的,因此研究径向剪切干涉技术具有一定的工程价值。本文研究的主要内容有以下几方面:
  (1)阐述了非球面面形的检测技术,对径向剪切干涉的几种典型系统结构、光学干涉理论以及径向剪切波面理论进行了分析。
  (2)论述了图像增强技术、干涉图空域延拓理论以及傅里叶变换法相位提取理论,分析了相位提取中存在的频域泄漏效应、滤波器、相位解包等问题。
  (3)基于Zernike多项式的波面拟合理论,分析了三种求解系数方法的原理。选取两种不同复杂度的曲面进行了模拟仿真,分析了拟合精度与拟合阶数、采样点数目之间的关系,结果表明Householder变换法拟合的波面精度高于其他两种方法;针对复杂度不同的波面,只要选择合适的拟合阶数、采样点数目都能达到较高精度。
  (4)论述了基于迭代算法的波面重构理论并对其进行了推导与改进,选取两种不同PV值的波面进行仿真,分析了波面重构精度与迭代次数、剪切比、波面畸变量之间的关系,从仿真结果可知迭代算法的重构精度可以满足径向径向剪切干涉技术的要求。
  (5)根据本课题设计的非球面检测系统对实验器材进行了选型,搭建了非球面测量装置,并总结出一种快速调整光路的方法;采用高精度干涉仪对同一非球面元件进行了检测,验证了本课题方案的可行性。
[硕士论文] 龙涛
光学工程 山东大学 2018(学位年度)
摘要:无衍射光束在传播方向上强度分布不变,具备无衍射性、自愈性等独特性质,自提出以来,受到了广泛关注与研究。由无衍射光束中最早的成员Bessel光束衍生出的无衍射散斑,不仅具备Bessel光束的无衍射等特性,还具备了散斑的随机分布等特性,在散斑成像、幻影成像等领域以其大景深、抗干扰等独特的优势体现出很好的应用前景。自无衍射散斑提出以来,人们提出的多种产生无衍射散斑的方法,在本质上均为产生锥形平面波系,并对其中各分量进行随机调制,不同方法在光能利用率、光路复杂性及实现难度等方面各有优劣。
  本文根据已有的无衍射散斑产生方法,结合轴锥棱镜产生Bessel光束原理,提出一种基于方位角随机相位调制的无衍射散斑产生新方法,从理论分析和实验两方面对该方法进行研究,验证了其合理性、可行性和实用性。本文主要研究成果如下:
  1.提出一种基于方位角随机相位调制产生无衍射散斑的新方法,并对该方法产生无衍射散斑的原理及产生光场的性质进行了理论分析。该方法通过将方位角细分并赋以仅随方位角变化的随机相位值,并与轴锥棱镜相位分布进行叠加,从而得到可以产生无衍射散斑的相位膜片;该相位膜片可以显示在纯相位空间光调制器上,实现对入射光波的相位调制,从而产生无衍射散斑。
  2.设计实验装置,设置不同膜片参数,采用探测器接收各自光场,利用散斑分析方法对该方法产生的散斑场的性质进行验证和研究,并得出膜片参数与光场参数的关系。将该方法与已有的无衍射散斑产生方法进行对比,得出该方法产生的无衍射散斑场具有光能利用率高、散斑场参数调整灵活及方便易实现等特点.
  3.利用该方法能够控制随机分布,通过计算预知光场分布的特点,结合其无衍射性,将该方法引入计算幻影成像,利用该方法产生的无衍射散斑,对简单二值物体进行了关联成像的初步实验,得到大景深计算幻影成像还原结果,并对还原像结果与膜片参数的关系进行初步分析研究。
  本文用到的纯相位液晶空间光调制器是该无衍射散斑产生方法的关键器件,该器件在信息光学光学成像领域具有很多应用,该方法产生的无衍射散斑场的颗粒大小,随机程度都受到该器件实际参数的影响。本文利用该器件进行新型方法的可行性实验验证及特性探究,并利用该器件进行无衍射散斑计算幻影成像的初步实验,该器件参数对该过程的具体影响还需要进行大量研究。
[硕士论文] 刘慎哲
电子与通信工程 山东大学 2018(学位年度)
摘要:涡旋光束是一种具有螺旋型相位波前结构和确定轨道角动量的特殊光束,近些年来,在微粒操控、光子计算、生物医学、光空间通信等领域被广泛的研究应用。高阶贝塞尔-高斯光束是涡旋光束的一种,不仅具有涡旋光束的特殊性质,而且其在一定距离内还是一种无衍射光束,这使得其在微观粒子操控等领域的应用具有特殊的优势。
  本文对涡旋光束的传输特性进行了一定的仿真研究。首先,对涡旋光束的长距离传输进行了仿真,利用SeeLight仿真平台对由激光器入射螺旋相位板产生的涡旋光束与激光器产生的高斯光束的长距离传输进行了对比,传输情况分为真空和湍流大气两种。
  其次,对由高斯光束经螺旋相位板-轴棱锥系统产生的高阶贝塞尔-高斯光束进行了研究分析,根据菲涅尔衍射理论对高阶贝塞尔-高斯光束的产生进行了理论推导,通过仿真实验给出了高阶贝塞尔-高斯光束的拓扑荷数测量方法;着重对无衍射距离Zmax内的高阶贝塞尔-高斯光束进行了传输分析,分析内容主要包括不同距离处、不同拓扑荷数、不同轴棱锥锥角情况下光束的传输情况,这对高阶贝塞尔-高斯光束的产生和应用具有一定的指导意义;之后对高阶贝塞尔-高斯光束在传输一定距离处观察面上的能量分布进行了量化分析。
  最后,对离轴高阶贝塞尔-高斯光束的传输特性进行了分析,激光器发出的高斯光束很难与螺旋相位板及轴棱锥两个光学器件中心对准是产生离轴涡旋光束的原因,文中分别分析了传输距离、拓扑荷数、离轴参量对离轴高阶贝塞尔-高斯光束的影响,由于实验中光束和光学器件非对准情况不可避免,因此对离轴涡旋光束的研究具有重要的现实意义。
[硕士论文] 梁义增
理论物理 浙江师范大学 2018(学位年度)
摘要:自1960年激光发明以来,学者们发现了其丰富的非线性光学现象以及广泛的应用价值。发现可用它来研究物质的微观结构和动力学、量子计算与量子通信等。而以强激光为基础,研究光与物质相互作用过程的强光非线性光学是当前非线性物理学的重要研究领域之一。虽然其丰富的非线性现象加深了人们对激光与介质非共振相互作用的认识;但是激光与介质共振相互作用方面的研究一直难以突破。
  当激光与介质共振相互作用时,即使弱光也会出现较强的非线性光学效应,但共振介质对光场有强烈的吸收。上世纪九十年代,电磁感应透明(electromagneti-cally induced transparency,简称EIT)效应的发现为弱光非线性光学的研究提供了可能性。
  本文基于EIT介质,提出一个能实现稳定高维空间孤子的方案。首先,考虑一个具有人型的共振原子系统,在电磁感应透明条件下,获得探测场包络所满足的具有束缚外势的饱和非线性薛定谔方程,其中外势由大失谐的激光场和随机磁场提供;其次,分析了束缚外势下体系固有的线性本征模、高维空间孤子,及其它们之间的联系。同时,展示了所得高维空间孤子的许多特性:1.多样性。我们找到多种类型的孤子,如:亮孤子、环型多极亮孤子、环型多极类暗孤子、多环亮孤子、多环类暗孤子、灰孤子以及涡旋等。2.亮孤子和类暗孤子之间的相变特性。我们发现不同类型的孤子可以通过调控外势强度和非线性系数来控制,连续过渡。3.稳定性。众多类型的孤子的稳定性可以通过高斯型或随机外势控制。最后,与前人的工作相比,我们不仅在同一个系统中实现了多种类型的孤子,而且找到了孤子类型的相变曲线,同时给出了采用随机外势稳定孤子和涡旋的方案。
  基于EIT的高维空间光孤子的研究不仅对于相干介质弱光非线性光学基本理论的发展与完善,而且对于非线性光学器件的研制和光信息处理和传输等方面的应用都有重要意义。
[博士论文] 王勇
物理学 中国科学技术大学 2018(学位年度)
摘要:光场调控一直是重要的基础光学研究领域之一,在光信息、激光领域具有重要应用。其研究内容涵盖对光场相位、振幅和偏振调控的新机理和新方法。纳米科学和纳米加工技术的进步提供了丰富多样的微纳结构,极大地促进了纳米尺度光场调控的研究。由于金属表面等离激元共振具有强的局域电磁场增强效应,利用金属微纳结构对光波的电共振响应所开展的光场调控研究已经取得了丰富的研究成果。但是,受限于金属固有的欧姆损耗,基于金属结构的光场调控器件一般损耗大、调控效率低。近年来,高折射率介质微纳结构在光场调控领域受到了越来越广泛的关注。除了具有低损耗特性外,高折射率介质微纳结构对光波的磁响应特性为光场调控提供了一个额外的维度,从而提升了对光场调控的能力。本论文主要围绕高折射率介质微纳结构的光场调控开展研究工作:从单个介质颗粒的光场调控特性入手,然后拓展到颗粒阵列构成的超表面。
  本论文的主要研究工作如下:
  1.研究了单个介质纳米立方体的散射特性,明确其内部的电偶极共振和磁偶极共振。通过选择合适的工作波长使得电偶极模式和磁偶极模式等振幅等相位来实现单向散射。通过改变颗粒的几何尺寸来使得电偶极峰和磁偶极峰重叠达到在共振位置处的单向散射。进一步地,通过将上述颗粒串成链可以实现宽谱的单向散射。
  2.基于偶极-偶极相互作用模型,研究了硅纳米二聚体在高斯光入射下的散射特性。该远场散射场是由颗粒内部感应的电磁偶极子的辐射场的干涉引起的,与二聚体相对高斯光束的位置有关。通过改变二聚体与入射场的相对位置可以实现对远场散射的调控进而实现单向散射。反过来,通过测量远场散射场的横向对比度,可以确定颗粒相对于入射场的位置。基于此,我们提出了一种新型的光学校准和纳米尺度的位移测量手段。
  3.基于琼斯矩阵研究了由不同尺寸以及不同旋向的硅颗粒组成的超表面的透射特性。给出两种方法分别基于极化率张量半解析方法和时域有限差分数值方法用于获取超表面的琼斯矩阵。通过选取合适的颗粒以及相应的面内排布,实现了任意的波前分布。基于此设计了两类超表面分别用于生成径向/角向偏振光(偏振调控)和Airy光束(相位调控)。
  4.基于结构的对称特性,系统地将超表面进行了归类并关联其对应的琼斯矩阵以及其独有的本征矢。基于此,我们设计了一种双层超表面,其本征矢为圆偏振光,用于实现旋光效应。不同于传统旋光材料通过增加传播方向的长度来增大出射偏振角的旋转,该双层超表面结构可以通过改变结构的横向尺寸实现出射偏振角的旋转,其角度偏转可以从-90°变化到90°。这项工作提供了一种新型偏振转化器的设计思路。
  本论文的创新点和特色:
  1.发展了一种基于极化率张量的半解析的方法用于分析纳米结构的散射特性以及该结构组成的超表面的透射反射特性。该方法适用于颗粒的结构尺寸远小于入射光波长。
  2.提出了一种基于介质纳米二聚体和高斯光束相互作用的纳米位移测量方法。通过测量横向散射场的对比度,就可以确定该纳米二聚体相对于入射场中心的位置。该方法的测量精度可以达到十纳米左右,并且可以通过使用HG10模高斯光入射来增加。
  3.基于超表面的对称特性,对超表面进行了系统的分类并关联其独有的琼斯矩阵,提出并设计了介质双层超表面实现了巨大的旋光效应。不同于传统旋光材料通过增加传播方向的长度来增大出射偏振角的旋转,该超表面可以通过改变结构的横向尺寸实现出射偏振角的旋转,其角度偏转可以从-90°变化到90°。
[硕士论文] 罗雅琴
光学 华中师范大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,有关腔光力学中的量子现象的研究是量子光学领域中人们较为关注的研究内容之一。腔光力系统通过光的辐射压将腔场和机械振子耦合起来,为研究宏观体系的量子性质提供了一个好的平台。借助于光力耦合,人们可以利用量子光学实验上已成熟的技术实现光腔对机械振子量子态的调控,或利用机械振子实现对光腔量子性质的调控。另一方面,由于系统与环境不可避免的耦合导致的退相干现象,使得体系的量子性质减弱或者消失,为了增强体系的量子性质,人们可以利用量子库工程、量子反馈等手段来实现体系抗热环境干扰能力强的量子态。量子非局域性从二十世纪三十年代提出以来,一直是重要的研究课题并且受到广泛的关注和应用,量子非局域性包括量子纠缠、量子引导(EPR steering)、贝尔非局域性(Bellnonlocality),是量子物理世界与经典物理世界的主要区别之一,也是量子信息处理的资源。本文研究通过引入量子反馈来提升腔光力体系的非经典性质。
  首先本文简单介绍了腔光力系统的相关知识和双模高斯态的纠缠、量子引导、贝尔非局域性的判据。接下来我们研究包含非简并参量下转换下的双模光腔力系统,利用量子反馈来提高两个机械振子间的纠缠,并实现量子引导和贝尔非局域性。此系统中的两腔场因下转换作用形成量子纠缠,又由于腔场与振子之间存在线性光力混合,致使腔场将其纠缠传递给振子,形成振子间的纠缠。因非简并参量下转换产生的最大稳定压缩程度只能达到真空涨落压缩的一半,从而限制了稳定区域振子间的纠缠度,且此时振子间不展现量子引导。我们研究发现通过引入基于测量的量子反馈作用于腔场,使得在稳定区域振子间的量子纠缠得到明显的提高,并且此时振子间不仅展现出量子引导,同时存在贝尔非局域性,并且在满足一定参数条件下,振子处于一个近似的双模压缩真空态。上述数值计算结论与绝热近似后得到的解析情况一致。
  其次,我们讨论利用相干反馈来提升体系腔输出场的压缩。以单模腔光力系统为研究对象,机械振子(透明薄膜)位于两端腔中间,腔与机械振子之间形成光力耦合。研究表明:将腔的右端输出的光场直接反馈回左端腔镜作为输入场,反馈明显提升了系统腔输出场的压缩。并且无论相干反馈过程是否存在延时,均能较大的提升腔场的压缩。
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