Multimode photonic quantum memory could enhance the information processing speed in a quantum repeater-based quantum network. A large obstacle that impedes the storage of the spatial multimode in a hot atomic ensemble is atomic diffusion, which severely disturbs the structure of the retrieved light field. In this paper, we demonstrate that the elegant Ince-Gaussian (eIG) mode possesses the ability to resist such diffusion. Our experimental results show that the overall structure of the eIG modes under different parameters maintains well after microseconds of storage. In contrast, the standard IG modes under the same circumstance are disrupted and become unrecognizable. Our findings could promote the construction of quantum networks based on room-temperature atoms.

偏振在光与物质相互作用中扮演着重要的角色。过去几十年里，绝大多数研究工作都基于偏振单一且均匀分布的标量光场。近年来，随着光场产生与操控技术的不断发展，空间偏振非均匀分布的矢量光场逐渐引起人们的关注。矢量光场具有多维可调控的自由度以及独特的焦场属性，在经典与量子通讯、光学操控和显微成像等领域具有重要的研究价值与广泛的应用前景。矢量光场与物质相互作用的研究不仅丰富了人们对光场矢量特性的认识，也推动了基于不同介质实现光场调控的新发展。原子介质对光场偏振具有较高的敏感性，容易形成原子极化，并且具有更多的调控自由度，是探索矢量光场特性与实现矢量光场调控的理想平台。本文回顾了近年来矢量光场与原子介质相互作用的研究进展，重点介绍了原子介质与矢量光场在空间极化调控、相干调控、频率转换和非线性传输等研究领域的相关工作，并对该领域的未来发展趋势进行了展望。

针对油气开采微地震监测高频检波器的要求，提出了一种基于对称铰链的光纤布拉格光栅高频加速度检波器结构，分析了该检波器的振动传感原理，利用仿真软件分析了该结构模型的谐振频率，同时对检波器的幅频特性、加速度响应灵敏度、横向抗干扰性能、冲击响应等性能进行了实验研究。实验结果表明：基于对称铰链结构的光纤布拉格光栅检波器谐振频率为1 200 Hz，与利用软件仿真的谐振频率1 191 Hz结果一致；在工作频率20~800 Hz，加速度灵敏度约为10.2 pm/g，线性系数为0.999 8；交叉轴灵敏度约为主轴的5%；在谐振频率附近有很好的冲击响应特性。该检波器加工工艺简单、可靠性高、工作频带宽、灵敏度高、横向抗干扰性好，在石油开采等领域有很好的应用前景。

采用蒙特卡洛仿真方法，分析了三种典型天气条件（晴天、层云和卷云）下激光在大气-海气界面-水体中的下行传输特性。结果表明：不同天气条件下经过大气传输到达海面的激光角分布明显不同，晴天时角分布发散很小，层云条件下发散严重，卷云条件下发散明显；晴天与层云条件下到达海面的光斑尺寸接近，而卷云条件下光斑大15%左右。不同天气条件下，激光经过大气、海气界面后角分布表现出不同的特征，晴天时海面使激光角分布发散变大，且随风速的增加发散呈变大的趋势；层云条件下海面使角分布发散变小，且随风速的增加发散呈变小的趋势；卷云条件下激光角分布变化复杂。不同天气条件下，激光经过大气、海气界面、水体后，既有相同特征又有不同之处。当水较浅时，三种天气条件下角分布表现出不同特征，水较深时角分布趋于一致；晴天和层云条件下的光斑尺寸基本不随水深变化，卷云条件下随深度增加明显减小。不同天气条件下光斑中心能量随深度的变化存在一定差异，晴天时平均变化率约为-0.410 dB/m，层云和卷云条件下分别为-0.426 dB/m和-0.413 dB/m。研究结果可为蓝绿激光跨介质通信链路预算、系统设计及参数优化提供参考。