1 山西大学, 物理电子工程学院 山西 太原 030006
2 太原理工大学物理与光电工程学院, 新型传感器与智能控制教育部重点实验室 山西 太原 030024
3 山西大学光电研究所 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西 太原 030006)
具有反聚束特性的非经典光场是量子信息与量子光学的重要资源。基于非线性光学的量子干涉效应, 通过将压缩真空态与特定相位的相干态在光学分束器上合成的方法获得平移压缩真空态, 对压缩度和相干分量进行独立控制以获得反聚束。本文结合实验系统参数, 理论研究了压缩真空态的压缩度和相干态的幅度对实验产生反聚束光场的影响。在最优化平移条件下, 我们分析了系统总效率、背景噪声, 以及Hanbury Brown-Twiss(HBT)与Double HBT测量方法对反聚束光场g20测量的影响, 并讨论了误差为零处相应量子态的g20值和平均光子速率。
平移压缩真空态 反聚束 二阶关联函数 量子干涉效应 displaced squeezed vacuum state HBT HBT antibunching second-order correlation function quantum interference effect 量子光学学报
2023, 29(1): 010101
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 发光学及应用国家重点实验室, 长春 130033
2 中国科学院大学, 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
本文在具有0.2°至1.0°斜切角的c面蓝宝石衬底上通过金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)生长了台阶聚束表面形貌AlN外延层, 并系统研究了高温退火过程中其表面形貌演化规律, 且基于第一性原理计算揭示了表面形貌演化背后的物理机制。研究发现, 随退火温度逐步升高, AlN外延层台阶边缘首先出现具有六方结构特征的热刻蚀凹坑, 随后在台面上形成边缘规则的多边形凹坑, 其主要原因是AlN表面台阶边缘处Al-N原子对脱附能量(10.72 eV)小于台面处Al-N原子对脱附能量(12.12 eV)。此外, 由于台阶宽度随斜切角增大而变窄, 台面处凹坑在扩张过程中易与台阶边缘处凹坑发生合并形成V形边缘, 斜切角越大台面上凹坑数量越少。本文阐明了不同斜切角蓝宝石衬底上生长的AlN在高温热退火过程中台阶聚束形貌演变机制, 为面内组分调制的AlGaN基高效深紫外LED提供基础。
氮化铝 表面形貌 高温热退火 台阶聚束 斜切衬底 热刻蚀 AlN surface morphology high-temperature anneal step bunching miscut substrate thermal etch
1 山西大学激光光谱研究所，量子光学与光量子器件国家重点实验室，极端光学协同创新中心，山西 太原 030006
2 太原理工大学物理学院，山西 太原 030024
3 山西省太原市中心医院，山西 太原 030009
超分辨荧光显微成像技术可以突破光学衍射极限，为研究亚细胞结构乃至蛋白质等生物大分子的内部动力学过程提供了极其重要的研究工具，因此自发明以来就被生物及医学领域的科研工作者所关注和应用，特别是近年来生命科学和生物技术的突飞猛进，使超分辨荧光显微成像技术得到了前所未有的发展。本文主要阐述四种较新超分辨荧光显微技术的研究进展，即最低光子数超分辨荧光显微成像，波动超分辨荧光显微成像，基于荧光发色团反聚束效应的超分辨显微成像，以及基于深度学习的超分辨显微成像方法。分别从这些超分辨荧光显微技术的基本原理，实验实现方法及相关要求，成像性能及其与相关技术的对比，以及与其他超分辨技术的结合等角度，对近期的研究进展和应用情况进行简要说明，以期给该领域的研究人员提供一些参考。
显微成像 超分辨 荧光 最低光子数 深度学习 反聚束 激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106012
1 同济大学物理科学与工程学院，上海 200092
2 苏州大学物理科学与技术学院，江苏 苏州 215006
研究了相干驱动原子与单模腔强耦合时的光子关联特性，以及非对称耦合时集体效应对平均光子数和光子关联性质的影响。分析发现：在弱驱动情况下，驱动原子可以实现单光子阻塞现象，腔内溢出光子遵从亚泊松统计分布，呈现反聚束状态。同时，两原子之间的距离影响缀饰能级，当两原子的耦合相位差大于90°时，非对称耦合导致在中心频率处出现很强的光子激发。由于共振效应，腔内光子呈现出很强的聚束性。随着驱动场强度的增加，两侧边峰处的光子数逐渐增加，双光子激发占主导，从而可以实现双光子阻塞现象，即光子成对出现。本系统为研究集体效应导致的量子光学现象提供良好平台。
物理光学 光子阻塞 亚泊松分布 反聚束态 关联函数 光学学报
2022, 42(21): 2126008
强激光与粒子束
2021, 33(2): 024002
强激光与粒子束
2020, 32(6): 064004
1 北京交通大学海滨学院, 河北 黄骅 061199
2 西南科技大学理学院, 四川 绵阳 621010
在非旋波近似下,精确求解了级联型三能级原子与单模二项式态光场作用量子系统的 能谱和二阶相干度。利用保真度对能级的交叉问题进行了讨论,研究了二项式态光场参数η及原子初始能级的叠加对光 场二阶相干度的影响。结果表明:随着光场参数η的增大,聚束效应持续时间逐渐减小;由于原子能级的叠加导致光场反 聚束效应持续时间减少,无论初始时刻原子是否处于叠加态,当η的数值较大时,光场都将完全呈现反聚束效应;此外,由 于非旋波项产生的虚光子效应,二阶相干度演化曲线出现小锯齿状振荡。
量子光学 能谱 保真度 反聚束效应 非旋波近似 quantum optics energy spectrum fidelity antibunching effect non-rotating wave approximation
1 内蒙古师范大学物理与电子信息学院, 内蒙古呼和浩特 010022
2 内蒙古师范大学图书馆, 内蒙古呼和浩特 010022
运用全量子理论,探讨了 Pólya态光场在与Λ型三能级原子相互作用时,原子初态及某些光场参数对粒子布居数反转、光子反聚束效应以及光场压缩特性的影响。结果表明: 原子处于不同初态时,光场概率参数、最大光子数及光场分布参数对系统光场粒子布居数反转的回复-崩塌现象有着显著的影响;初态为激发态或相干叠加态时,在光场概率参数、原子相对失谐量、最大光子数和光场分布参数的影响下,系统光场均可在一定条件下表现为完全的聚束效应或者完全的反聚束效应,但初态不同影响规律也各不相同;如果初态处于激发态,且原子相对失谐量、光场概率参数和最大光子数同时较小,则系统光场的X1分量可以间歇性的出现短时间的压缩。
Pólya态 粒子布居数反转 反聚束效应 光场压缩 Λ型三能级原子 Pólya state population inversion anti-bunching effect optical field squeezing Λ-type three-level atom
通过高阶压缩效应,高阶反聚束效应和二阶亚泊松分布等统计性质,研究了压缩真空态的高阶非经典性质。采用数值计算方法,讨论了压缩参数对态的高阶非经典性质的影响。研究结果表明: 压缩真空态呈现出高阶压缩效应和四阶反聚束效应,并且这些非经典性质均随压缩参数增大而增强。但它未呈现出一至三阶反聚束效应,也没有展示出一阶亚泊松分布和二阶亚泊松分布等特性。
量子光学 压缩真空态 高阶压缩效应 高阶反聚束效应 二阶亚泊松分布 Quantum optics squeezing vacuum state higher order squeezing higher order anti-bunching effect the second order sub-Poissonian photon statistics
1 中国科学院 高能物理研究所, 粒子加速物理与技术重点实验室, 北京 100049
2 中国科学院大学, 北京 100049
Hybrid聚束器是一种同时包含驻波和行波电磁场的新型聚束器。为对其电场分布进行测量, 针对此种复杂电场分布的特点, 基于非谐振微扰原理, 研制了一套能够灵活简便操作、具有较高精度的场分布测量平台, 并使用该平台对Hybrid聚束器进行了场分布测量和调配。最终, 经过多次测量与调配, Hybrid聚束器的实际冷测微波性能与模拟计算结果符合较好, 轴向电场幅值平坦度显著提高, 各加速单元间的腔间相移明显改善, 使其满足设计要求。
Hybrid聚束器 谐振微扰法 非谐振微扰法 场分布测量与调配 hybrid buncher resonant perturbation measurement non-resonant perturbation measurement field distribution measurement and tuning 强激光与粒子束
2017, 29(6): 065104
