期刊基本信息
创刊：
1984年 • 双月刊
名称：
量子电子学报
英文：
Chinese Journal of Quantum Electronics
主管单位：
中国科学院
主办单位：
中国光学学会基础光学专业委员会
主编：
龚知本
ISSN：
1007-5461
刊号：
CN 34-1163/TN
电话：
0551-5591564
邮箱：
地址：
合肥市1125邮政信箱
邮编：
230031
定价：
80元/期
量子电子学报 第22卷 第3期
由于微结构光纤灵活多变的结构特点,使得以其为增益介质的光纤激光器件,具有比普通光纤激光器件更加优异的性能.本文结合国际上微结构光纤激光器件的最新研究进展情况,概述了微结构光纤作为增益介质的独特特性、微结构光纤激光器件的理论分析方法和掺铒、掺镱以及喇曼微结构光纤激光器件的特点.
激光技术 微结构光纤 光子晶体光纤 掺铒光纤 掺镱光纤 拉曼光纤 laser techniques microstructure fibers photonic crystal fibers Er3+-doped fiber laser Yb3+-doped fiber laser Raman fiber laser 
可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器的波长调谐特性,获得被选定的待测气体特征吸收线的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析.在大气痕量气体和气体泄漏的监测中,为了提高探测的灵敏度,一般会根据具体情况对激光器采取不同的调制技术如波长调制、振幅调制、频率或者位相调制等,同时和长光程吸收池相结合使用,并辅之以各种?肷顾跫际?TDLAS不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经广泛用于大气中多种痕量气体的检测以及地面的痕量气体和气体泄漏的检测.报道了最近研制的一套可调谐二极管激光吸收光谱检测大气中甲烷浓度的实验装置,这套装置具有灵敏度高、检测限低(ppb量级)、易于集成为便携式痕量气体检测仪等优点,若激光器的调谐波长范围能覆盖1.3～1.8 μm或者在光路中装配几台窄范围可调谐激光器实现波长扫描范围覆盖1.3～1.8μm,则可同时实现对大气中诸多重要痕量气体如CO2、CH4、CO、CH2O、H2S、NH3、HCI、C2H2等的同步监测.
光谱学 可调谐二极管激光 怀特池 甲烷 大气质量监测 spectroscopv tunable diode laser White cell CH4 air quality monitoring 光码分多址(OCDMA)技术近年发展迅速,将成为宽带光纤通信网的主要扩频技术之一.详细分析了OCDMA系统网络的结构原理、组网技术、光交换技术;较为全面地论述和评价了几种主要的光编码器、光解码器的实现方案、技术特点和应用范围;重点讨论了基于布拉格光纤光栅阵列波导光栅的光编界解码器的编解码原理和实现技术.分析了OCDMA技术在现代光纤通信中的应用前景.
光通信 光码分多址 网络结构 光编码器解码 布拉格光纤光栅 阵列波导光栅 optical communication optical code division multiple access network-construction optical encoder/decoder fiber Bragg-grating arrayed guide grating 构造了一种新的非线性叠加相干态,利用数值计算的方法研究了它们的压缩特性和反聚束特性.结果表明它们的量子统计特性与叠加参数有关.
量子光学 非线性叠加相干态 压缩效应 反聚束效应 quantum optics nonlinear superposition coherent state squeezing antibunching effect 运用截断展开法和Jacobi椭圆函数展开法,求得了含外力项的广义变系数KdV方程的精确孤立波解、有理形式函数解、三角函数解和椭圆周期解.
变系数KdV方程 截断展开法 Jacobi椭圆函数展开法 精确解 椭圆周期解 variable coefficient KdV equation truncated expansion method Jacobi elliptic function expansion method exact solution elliptic periodic solution 利用麦克斯韦电磁场理论和偶极近似方法,导出了光场与介质球的相互作用常数,证明了近场光学显微镜对介质仍然存在最佳分辨,最佳分辨效果出现在近场与远场相消的位置.
近场光学 介质 分辨 near-field optics medium resolution 设计了简易的气体样品池,并用简单制作的硝酸腐蚀的银箔、铜箔基底研究了乙炔、乙烯的表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman scattering,SERS),观察到了良好的增强效果,为进一步诊断微量有害气体提供了一种新的方法.
光谱 表面增强拉曼光谱 简易样品池 银箔、铜箔基底 乙烯 乙炔 spectroscopy surface enhanced Raman scattering gas cell substrates of Ag foil and Cu foil acetylene ethylene 在分析了可变形模型(Deformable models or snakes)的物理背景的基础上,将量子力学中关于粒子运动的观念及规律引入到目标轮廓的提取中,通过估计粒子从一点到达另一点的概率(相对概率),得到了一种新的目标轮廓提取方法-量子轮廓模型,并对提取的轮廓进行了光滑处理.实验表明,我们的方法有较好的效果、较快的速度.
数字图像处理 能量最小化 可变形轮廓 量子力学 量子轮廓 digital image processing energy minimization deformable contour quantum mechanics quantum contour 提出了基于一类新的小波具有紧支撑、对称性和正交性、伸缩矩阵为(20 02)的非张量积小波的图像融合新方法.首先根据非张量积小波理论,提出了一种新的二维4通道4× 4对称滤波器组的设计方法,并用此方法设计出一组具有上述性质的非张量积小波4× 4滤波器组,利用此滤波器组对参加融合的图像进行滤波;然后对低频部分采用取均值、高频部分采用基于局部窗口能量取大的融合算法对滤波后的图像进行融合;最后重构.并采用熵、交叉熵、互信息、均方根误差和峰值信噪比等指标对该方法的融合性能进行了客观评价.对可见光图像与红外图像、远红外图像与近红外图像、航空图像和卫星图像、多聚焦图像等其它多类图像的融合实验结果表明本方法有较好的融合效果,可得到无边缘失真的融合结果图像,其融合性能比采用同样融合算法的张量积Haar小波的融合方法的融合性能好.
信息光学 图像融合 非张量积小波 小波帧变换 能量 information optics image fusion non-separable wavelet wavelet frame transform energy 研究了基于共形对应的球面图像的计算全息图(CGH)的生成和重现.通常,当用平面波照射全息图时,所重现的图像一般显示在平面上.共形对应在计算机图形学中被广泛应用,它可以将平面图像和任意曲面对应.相对于简单的坐标变换,共形对应关系具有很多优点,如它可以保持变换前后图像之间的几何形状不变性等.将共形对应引入计算机全息图的生成过程中,利用平面与球面的共形对应关系,生成显示于球面的二维图像的计算全息图,并由所生成全息图得到原始图像,从而实现整个全息记录和重现过程?募扑慊Ｄ?二维图像重现于球面实际上了产生三维显示,因此上述方法在从计算全息图重现三维图像方面起到重要的作用.
信息光学 计算全息图傅里叶全息图 共形对应 数字全息 information optics computer-generated hologram Fourier hologram conformal maps digital holography 基于激光谐振腔的理想开腔模型及其在空间频率域的相干模式理论,通过数值模拟分析了含有相位调制型元件的光学谐振腔内光场空间相干性的影响,讨论了产生这种现象的物理机理.数值计算结果表明:空间相干性随光场在腔内振荡次数的增加最终仍然会趋于完全相干,但对不同的相位调制形式,光场空间相干性在腔内的演化情况有很大的区别.
激光光学 相位调制型光学谐振腔 相干模式理论 部分相干光束 空间相干度 laser optics resonator with phase modulation modal theory of coherence partially coherency beams complex spatial coherence 脉冲Nd:YAG三倍频激光(355
nm)泵浦CH4的受激拉曼散射第一级斯托克斯光(395.6 nm)用作NO2差分吸收激光雷达的λon.为研究CH4的受激拉曼散射效应和定量解释其物理机理作了数值模拟计算,并作了一系列的实验.通过调节泵浦能量、光束质量和气体压强,得到了各级散射光的能量转化效率与三者间的函数关系,找到了第一级斯托克斯光的优化条件.
大气光学 差分吸收激光雷达 受激拉曼散射 atmospheric optics DIAL stimulated Raman scattering （SRS） nm)泵浦CH4的受激拉曼散射第一级斯托克斯光(395.6 nm)用作NO2差分吸收激光雷达的λon.为研究CH4的受激拉曼散射效应和定量解释其物理机理作了数值模拟计算,并作了一系列的实验.通过调节泵浦能量、光束质量和气体压强,得到了各级散射光的能量转化效率与三者间的函数关系,找到了第一级斯托克斯光的优化条件.
介绍了一种大功率半导体激光器的精密模糊PID温控系统.利用半导体致冷器作为控温执行器件,构成了全固态致冷系统,并且针对TEC的驱动特性,设计了一种高精度数字PWM功率驱动器.本系统采用AT89C52单片机,利用软件实现了在线参数自整定模糊PID控制算法以及热敏电阻的非线性补偿.试验证明,温度控制精度可达±0.06℃.
激光技术 大功率激光二极管 半导体致冷器 模糊 温度控制 laser techniques high-power laser-diode thermoelectric coolers Fuzzy PID PID temperature control 量子密钥分发系统的码率太低,研究用交织技术和插值技术来扩展已有量子密钥库的容量,以期提高量子保密通信系统的量子密钥生成速率.初步仿真结果显示:采用交织技术和插值技术能扩展随机序列,且其随机性能不变.数字信号处理相关理论与技术是一种扩展量子密钥库的有效方法.
量子光学 量子保密通信系统 随机序列的扩展 交织 插值 quantum optics quantum security systems random sequences extending interleaving interpolation 对几种类型的量子非局域逻辑门进行了讨论,并且研究了信道为非最大纠缠态的情况,此时量子非局域控制-非门只能概率性实现.
量子光学 非局域量子逻辑门 非最大纠缠态 量子非局域性 quantum optics nonlocal quantum gates nonmaximally entangled state quantum nonlocality 研究了Kerr介质中初始处于纠缠态的两二能级原子与相干光场相互作用体系的压缩特性.通过数值计算,讨论了原子偶极间相互作用耦合常数和Kerr介质与单模腔场相互作用的耦合强度对体系中的双原子偶极压缩和光场压缩的影响.结果发现在弱光场情况下,纠缠态原子偶极间相互作用和Kerr介质与光场作用越强,都使原子偶极振幅压缩现象从压缩状态退缩到无压缩状态;在强光场情况下,纠缠态原子偶极间相互作用越强,光场振幅压缩次数增多、振荡频率变慢;Kerr介质与光场作用越强,光场振?顾醮问跎佟⒄竦雌德时淇?
量子光学 纠缠态原子 双原子偶极压缩 光场压缩 原子偶极间相互作用 Kerr介质 quantum optics entangled state of atom double-atom dipole squeezing optical field squeezing dipole-dipole interaction between atoms Kerr medium 研究了光场与A-型三能级原子依赖强度耦合系统光场的压缩特性,讨论了单光子跃迁失谐量和初始光场压缩因子对光场压缩的影响.研究结果表明:光场与原子单光子跃迁失谐量和初始光场的压缩因子对光场的压缩特性具有非常重要的影响,在失谐量较大的情况下光场呈连续压缩状态,失谐量较小时则表现为周期性压缩.压缩因子r的大小也影响光场的压缩情况,r越大光场的压缩越深.
量子光学 单模辐射场 A-型三能级原子 依赖强度耦合 光场压缩 quantum optics single-mode light field A-type three level atom intensity-dependent coupling light squeezing 研究了热态光场和原子的相互作用,表明在这一过程中光场展现出反聚束和光子亚泊松分布现象.着重分析了热态光场在此作用过程中所展现出的光子统计特性.可以看出热态光场的平均光子数和多光子跃迁对光场非经典性质有强烈的影响.
量子光学 热辐射场 反聚束效应 亚泊松光子分布 quantum optics thermal radiation field antibunching effect sub-Poissonian distribution 由一个正方介质柱和两个圆介质柱构造一个二维正方复式晶格的光子晶体.应用平面波展开的方法研究了光波在其中的传播规律.通过调节介质柱几何尺寸和介电常数,该结构产生了完全光子带隙.
波动光学 光子晶体 二维正方复式晶格 完全光子带隙 wave optics photonic crystal 2D cubic compound lattice absolute band gap 构造了一个响应系统,使之与参数未知的驱动系统结构相同,并用参数自适应控制法实现同步.在同步态,两系统的参数完全一致,控制器也自动消失,由此可以得到驱动系统的参数.以Rossler系统为例验证了该方案的可行性.
量子光学 自适应控制 混沌同步 Rossler混沌系统 参数识别 quantum optics adaptive control chaotic synchronization Rossler chaotic system parameters identification 通过在自行研制的气溶胶飞行时间激光质谱仪上对苯酚、苯胺、1,3-二氯苯、硝基苯气溶胶单粒子的质谱特征进行了激光解吸附电离飞行时间质谱(laser desorption/ionization time-of-flight mass spectra,LDI-TOFMS)研究,分别得到了它们的质谱图,分析了它们特征谱的形成机理.发现这几种芳香族化合物气溶胶单粒子的LDI-TOFMS谱都是容易优先失去一个电子形成母体离子峰M+,其官能团也极易脱落,这为我们进行有机分子在气溶胶状态下的激光质谱特征研究以及单颗粒大气气溶胶化学组成的鉴别提供了基本信息.
光谱学 气溶胶单粒子 母体离子峰 激光解吸附电离 飞行时间质谱 spectroscopy single aerosol particle molecular ion spectrum laser desorption/ ionization time-of-flight mass spectrometry 利用近红外可调谐半导体二极管激光用直接吸收光谱技术和波长调制光谱技术初步观测了CO2在1.31 m附近的吸收.从实验结果可以看出,在4.5torr压力下,可探测最小吸收线强度为3.769×10-27μcm-1/(molecule·cm-2),相应的信噪比是16.8.
光谱学 波长调制 二次谐波 高灵敏度探测 吸收光谱 spectroscopy wavelength modulation second harmonic high sensitivity detection absorption spectroscopy 激光对金属加热具有能量集中的特点,而集中热源非稳态温度场求解正是解决这类问题的基础,通过对非稳态温度场的求解得出激光与金属加热的热响应时间,并对试验现象作了对比后进行初步的分析.
激光技术 激光与金属相互作用 集中热源 热响应时间 laser techniques interaction between laser and metal concentrated thermal source heat response duration 通过分析量子级联激光器(QCL)中的电子在量子阱输运的单极行为,得到它的速率方程,以此为基础建立起它的等效电路模型,利用PSPICE进行电路模拟,得到了它的频率响应特性,并对可能影响它的调制特性的一些因素进行了分析.
激光技术 量子级联激光器 电路模型 频率响应 laser techniques QCL circuit model frequency response 低压MOCVD方法生长了掺Si与不掺Si的AlGaInP/GaInP多量子阱结构,运用X射线双晶衍射与光荧光技术研究了掺Si对量子阱性能的影响.测试结果表明掺Si使量子阱的生长速度增加,掺Si量子阱的光荧光强度比未掺Si量子阱的光荧光强度改善了一个数量级.
光电子学 X射线双晶衍射 金属有机化学气相沉积 量子阱 光荧光 optodectrctronics double crystal X-ray diffraction metalorganic chemical vapor deposition quantum wells photoluminescence 在修正的随机元素等位移-MREI模型的基础上建立了一个新模型,计算了AB1-xCx型Ⅲ-Ⅴ族半导体混晶的长波长光学声子模频率的组分变化关系.模型中假设次邻力常数远小于近邻力常数,同时,运用离子晶体结合的重叠排斥能,估算出两个近邻力常数随组分x呈负幂指数变化,而非常规的线性变化.最后比较了AsAl1-xGax、GaP1-xAsx和SbAl1-xGax三种混晶的理论结果和实验数据,两者符合较好.
光电子学 Ⅲ-Ⅴ族混晶 光学声子 近邻力常数 optoelectronics Ⅲ-Ⅴ mixed crystals MREI MREI optical phonon neighbor force constant 介绍了光突发交换原理及波长变换技术.模拟了基于美国国家科学基金网络模型的光突发交换.数据源选用具有自相似性的突发性数据源,采用JET(Just-enough-time)信令协议,使用LAUC-VF数据信道调度算法.为减小竞争的发生,在网络中加入波长变换器.对带波长变换器和不带波长变换器的网络的性能进行了模拟,并对结果进行了分析.
光通信 光突发交换 JET协议 竞争 波长变换器 optical communication optical burst switching NSFNet contention wavelength converter 以EQC编码为基础,提出了一种新的无线光CDMA编码方案.这种新的方案充分利用了已有的成熟的一维EQC编码技术和偏振技术,可以灵活方便地构造出"不同时片不同偏振方向"的二维编码,并且构造出了实现这种编码的物理实现方式.这种码的优点是在没有改变一维EQC码的自相关峰值、互相关峰值、自相关旁瓣峰值的情况下,使码容量提高了p(p-1)倍.
光通信 EQC编码 无线光CDMA 二维编码 偏振 码容量 optical communications extended quadratic congruencies code wireless optical CDMA two dimensional coding polaroid code capacity 采用分步傅里叶变换作为数值模拟的方法,以二阶飞秒光孤子和基态飞秒光孤子为例,讨论了初始啁啾对光纤中传播的飞秒光孤子的时域特征和频谱结构的影响,概括出如下的结论:初始啁啾通过影响飞秒光孤子谱线的红移,而对飞秒光孤子由拉曼效应引发的脉冲延迟产生较大影响,正的初始啁啾使脉冲延迟加剧,负的初始啁啾使脉冲延迟减小.
纤维与波导光学 分步傅里叶变换 飞秒光孤子 初始啁啾 脉冲延迟 fiber and waveguide optics split-step Fourier method femtosecond soliton initial chirp soliton retardation 研究了光纤中非线性阻尼对类明孤子传输特性的影响,导出了类明孤子脉冲参数演化的动力学方程.对于常规单模光纤,光纤非线性阻尼将对类明孤子脉冲的振幅、脉宽、啁啾、频率和相位参数有影响,而对位置参数ξ无影响.
导波光学 光纤光学 类明孤子 非线性阻尼 微扰理论 waveguide optics fiber optics bright-like-soliton nonlinear damping perturbation theory 设计了L带以及宽带超荧光光源,并进行了实验.得到的L带超荧光输出的3 dB带宽从1565～1610 nm;宽带超荧光输出的3 dB平坦度内的带宽从1550～1607 nm,其总的转换效率为12.3%.
光纤通讯技术 超荧光光纤光源 掺铒光纤 光纤环形镜 fiber communication technology super-fluorescent fiber source Er3+ doped fiber fiber loop mirror 在色散沿光纤传输方向线性减小的光纤中,用分步傅里叶方法数值模拟皮秒脉冲的传输,计算和分析了初始啁啾对色散渐减光纤中皮秒脉冲的孤子效应压缩的影响.通过分析脉冲压缩比,最佳光纤长度,压缩后的脉冲峰值功率和脉冲压缩质量的变化,发现加入初始啁啾,可以使皮秒脉冲得到更好的压缩.
纤维与波导光学 色散渐减光纤 孤子效应压缩 初始啁啾 fiber and waveguide optics dispersion decreasing fiber soliton-effect compression initial chirp 从理论上分析了在等时间采样控制技术下,遥感仪器对扫描系统稳定度的要求.探讨了等角度这一新型采样控制技术下应用于未来遥感仪器的可行性.并将这两种采样控制技术成功应用于自行研制的短波红外成像仪,得到了清晰的短波野外红外图像.
遥感 等时间采样 等角度采样 扫描成像系统 短波红外 remote sensing equal angle sampling equal time sampling scanning and imaging system IRFPA 在讨论了太阳辐射计标定的基础上,介绍了利用多波段太阳辐射计对厦门海域气溶胶光学厚度的测量.研究测量结果表明厦门海域气溶胶的Jungle参数是3.0017,它具有大陆模式的特性.
大气光学 气溶胶 光学厚度 Jungle参数 Langley法 海洋 atmospheric optics aerosol optical thickness Langley Junge parameter ocean 介绍了一种斜程有限距离上大气相干长度的测量系统和方法,用系留气球搭载一个点光源,在地面用差分像运动测量法测量光波到达角起伏方差来确定实时的斜程大气相干长度值,与湍流廓线测量实验进行了对比,实验结果分析光学湍流廓线积分与相干长度仪测量二者的相关性较好.
大气光学 大气传输 大气相干长度 斜程测量 atmospheric optics atmospheric transmission atmospheric coherence length bevel propagation path