山西大学量子光学国家重点实验室成立

一、山西大学量子光学国家重点实验室成立（论文文献综述）

张露露,白乐乐,杨煜林,杨永彪,王彦华,温馨,何军,王军民^[1]（2021）在《采用反抽运光改善光泵铷原子磁强计的灵敏度》文中认为在光泵原子磁强计的实验装置中,窄线宽及高信噪比的磁共振信号是实现高灵敏度磁强计的充要条件.本文的实验中利用795 nm波长窄线宽单频连续极化光（同时也是探测光）对比研究了不同类型铷原子气室、不同温度下典型的磁共振信号,在镀石蜡的铷原子气室中获得最优化的磁共振信号.通过引入铷原子D2线780 nm波长窄线宽单频连续反抽运光,研究了激光功率对磁共振信号信噪比和线宽的影响.实验表明, 780 nm波长窄线宽单频连续反抽运光的引入使得铷-85原子磁共振信号的信号幅值有明显提高并且线宽没有明显展宽.引入780 nm波长窄线宽单频连续反抽运光后,闭环锁定的铷-85原子磁强计在约1.2 kHz频率带宽范围内灵敏度约为26.4 pT/Hz1/2,相比仅有795 nm波长窄线宽单频连续极化光（同时也是探测光）存在时提高了近1个数量级.同时本实验利用增强后的铷原子磁共振信号对一种商用的磁通门磁强计在弱磁场测量时的准确度和偏差进行了校准.

周方,文凯,王良伟,刘方德,韩伟,王鹏军,黄良辉,陈良超,孟增明,张靖^[2]（2021）在《87Rb玻色-爱因斯坦凝聚体中双拉曼相对相位对相干跃迁操控的实验研究》文中研究说明发展了利用两对拉曼光之间的相对相位精确调控拉曼耦合强度的新方法,实现了两个量子态相干跃迁的操控.对两对拉曼光的光路进行了特殊设计,从而保证两对拉曼激光在传输过程中的相对相位保持恒定,然后作用到87Rb原子的两个超精细塞曼能级|1,1〉和|1,0〉上,实验观测了两个量子态的布居数随两对拉曼光之间的相对相位的变化关系.该方法为超冷原子量子模拟实验提供了一个独特的操控参量——激光相位,由此拓展了受激拉曼跃迁的应用范围,为研究光与原子相互作用提供了一种新的方法.

郭松杰,周月婷,吴永前,周晓彬,田建飞,赵刚,马维光,董磊,张雷,尹王保,肖连团,贾锁堂^[3]（2021）在《基于自制超稳定F-P腔压窄632.8 nm外腔半导体激光线宽的实验研究》文中认为窄线宽激光由于其具有单色性好、稳定度高、相干长度长等优点,广泛应用于光电检测领域,包括相干通信、精密测量、光学频率标准、吸收光谱计量以及光与物质相互作用研究等。目前频率稳定的氦氖激光器线宽可以达到MHz量级,分布反馈式（DFB）光纤激光器线宽可达kHz量级, DFB半导体激光器线宽可以达到MHz量级,然而光栅反馈半导体激光器可以实现百kHz量级线宽的输出。为了进一步压窄各类激光器线宽,需要通过反馈控制技术来锁定激光到某一频率参考。该研究将自行设计的超稳腔作为频率参考,实现了632.8 nm外腔半导体激光器（ECDL）线宽的有效压窄。本窄线宽激光产生系统的研制包括超稳腔设计、光路设计、 ECDL频率控制以及系统集成。超稳腔采用两镜法布里-珀罗腔（F-P腔）结构,腔体是膨胀系数约为10-6 K-1的微晶玻璃,腔镜为一对反射率达99.988 5%（±0.003 5%）的平面镜和凹面镜。为进一步减小外界环境对F-P腔腔长的影响,需要对腔体进行温度控制,本系统采用四片总功率为96 W的半导体制冷片以及水冷散热设计。同时为了降低声音和空气流动对腔模频率的影响,将F-P腔置于真空度为10-5 torr的真空室中;另外为了有效隔振,腔体与真空室用硅橡胶材料隔离。该系统采用的ECDL为德国Toptica公司的DL pro系列激光器,其具有压电陶瓷（PZT）和电流调制两个频率控制端,响应带宽分别为1 kHz和100 MHz。激光器的频率控制采用了Pound-Drever-Hall （PDH）锁频技术, 18 MHz的调制频率加载到激光器的电流调制端,通过对F-P腔的反射信号进行解调获得误差信号,通过两路反馈控制,实现了近1 MHz的锁定带宽。通过对系统的不断优化,最后将自由运转状态下约300 kHz的激光线宽压窄到了10 kHz量级,并且系统运行稳定,连续12小时锁定的频率漂移量约为30 MHz。该研究研制的632.8 nm窄线宽激光源不仅可以应用到吸收光谱计量领域,同时也可以在光学面型精密测量领域发挥重要作用。

刘阳^[4]（2020）在《误差扰动不确定关系的验证和量子导引的提纯》文中进行了进一步梳理量子信息科学是由量子力学、信息科学和计算机科学等多个学科交叉而形成的一门新兴学科。与经典信息处理相比,量子信息处理在运算速度、信息容量、检测精度以及信息安全等方面都具有明显优势,具有广泛的应用前景。不确定关系是量子力学最重要的基本原理之一。自量子力学发展以来,不确定关系分为两种类型,一种是反映量子态和可观测量本身属性的制备型不确定关系,这种不确定关系是始终成立的。另一种是基于测量时反映两个非对易观测量测量精度的误差扰动不确定关系。在量子信息科学中,信息的存储、处理和提取离不开量子态和量子测量。量子测量在量子信息处理中扮演着重要角色,而测量精度原理上受到误差扰动不确定关系的制约。因此,误差扰动不确定关系的深入研究对于量子信息科学的发展具有重要意义。量子导引是介于量子纠缠和贝尔非定域性之间的一种特殊的关联。量子导引不仅有助于我们深入理解基础物理问题,而且它是一种重要的量子资源。与量子纠缠不同的是量子导引具有天然的非对称性。在某些情况下,量子导引存在单向性（即通信双方只有一方可以实现对另一方量子态的导引）,这是量子纠缠所不具备的特性。基于量子导引的这一特性,它在单方设备无关的量子密钥分发,量子秘密共享、安全量子隐形传态等方面具有潜在应用。在实际应用中,量子信道中不可避免的损耗和噪声导致的退相干效应是限制量子信息技术发展的一个重要因素。实现量子导引的提纯能够有效对抗量子退相干对量子导引的影响。研究表明无噪声线性放大技术是减小损耗和噪声引起的退相干效应的一种有效途径。因此,我们基于无噪声线性放大技术实现了高斯量子导引的提纯,为利用量子导引作为量子资源实现量子信息处理提供了技术支撑。本文主要研究内容如下:1.我们首次利用Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）纠缠光场的正交振幅和正交位相分量实验验证了连续变量误差扰动不确定关系。通过选择合适的观测量,利用纠缠光场之间的量子关联,实验测量了EPR纠缠态光场一束光场的正交振幅和正交位相分量的误差和扰动不确定度。实验结果证实了海森堡误差扰动不确定关系在一定条件下可以被违背,而Ozawa和Branciard提出的新型误差扰动不确定关系总是成立的。特别地,我们实验验证了对一个观测量测量误差为零的极限情况。2.我们利用外差探测系统实现光场正交振幅和正交位相分量的同时测量,实验验证了不同的量子态（相干态、压缩态和热光场）作为输入态时的连续变量误差扰动不确定关系。研究结果表明,在不同量子态下,实验结果违背了海森堡的测量不确定关系,但是满足Ozawa和Branciard提出的新型误差扰动不确定关系。3.我们利用基于测量的无噪声线性放大实现了损耗信道和噪声信道中高斯量子导引的提纯。将双模压缩态中的一束光场通过损耗信道和噪声信道发送给Bob,Alice保留双模压缩态中的另一束光场。Alice利用平衡零拍探测测量其光场的信息,Bob通过外差探测测量其光场的信息。然后,利用滤波函数对所获得的实验数据进行筛选,实现基于测量的无噪声线性放大。研究结果表明,基于测量的无噪声线性放大不仅使量子导引能力在一定程度上得到提升,而且可以在一定范围内把单向导引恢复为双向导引。特别是我们实验证明基于测量的无噪声线性放大能够实现噪声信道中高斯量子导引的提纯。同时,我们证明该方法可应用于提高单方设备无关的量子密钥分发的密钥速率。所完成的研究工作创新之处如下:1.设计了基于EPR纠缠光场实现连续变量误差扰动不确定关系实验验证的方案,并首次实验实现连续变量误差扰动不确定关系的验证2.设计了利用外差探测系统验证连续变量误差扰动不确定关系的方案,并实验实现相干态、压缩态和热光场作为输入态时的连续变量误差扰动不确定关系。3.首次利用基于测量的无噪声线性放大实验实现了损耗信道和噪声信道中高斯量子导引的提纯。

周月婷,赵刚,刘建鑫,郭松杰,马维光,薛书杭,董磊,张雷,尹王保,肖连团,贾锁堂^[5]（2020）在《基于NICE-OHMS技术进行大气压气样直接检测的理论分析》文中指出噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术（NICE-OHMS）是目前世界上最灵敏的激光吸收光谱技术,其在低压环境中具有极高的探测灵敏度。然而当测量样品处于大气压时, NICE-OHMS系统的探测灵敏度会大幅下降。主要原因之一是大气压下获取最大NICE-OHMS信号幅度的条件与低气压下不同。通过对大气压NICE-OHMS理论进行分析,分析了影响信号幅度的参数,并通过数值模拟来寻找最佳的实验条件。本文着重讨论影响信号的主要参数包括光学腔腔长L,调制系数β,探测相位θ。其中,由于在NICE-OHMS中使用DeVoe-Brewer技术将调制频率νm锁定到Fabry-Parot（FP）腔的自由光谱区（FSR）。因此FP腔的腔长决定了νm,同时还作用于信号幅度S■。模拟结果显示,当腔长增大时,由于νm随之减小,载波和边带的光谱成分相互重叠部分增大,因此线型函数的幅度逐渐减小。而吸收信号幅度随着腔长的增加而逐渐增加,色散信号幅度先增大后减小,并且在腔长等于8 cm时达到最大值。调制系数β会影响频率调制后激光载波和边带的幅度大小,并且影响信号线型。随着腔长的增加,最大信号幅度对应的β值也随之增加。在相同腔长下,色散信号的最佳β值小于吸收信号,更容易使用电光调制器实现。最后分析了参数的可实现性,分析了不同种类激光器的频率调谐能力,压电陶瓷的扫描宽度等。以乙炔气体为例,大气压下NICE-OHMS的谱线半宽达到～3 GHz,而光谱覆盖范围大于10 GHz。分布反馈式半导体激光器（DFB）与外腔二极管激光器（ECDL）的频率调谐范围可以达到30 GHz以上,但是由于激光线宽宽,得到的PDH锁定性能欠佳。回音壁模式激光器（WGM）和掺饵光纤激光器（EDFL）线宽为百Hz量级,是目前高灵敏NICE-OHMS系统中常用的光源。但是WGM目前可以实现了5 GHz的激光频率调谐范围,而EDFL的外部电压可控制的调谐范围仅为3 GHz。使用精细度为55 000的腔进行模拟,调制系数β=1,腔长大于8 cm时,可使用WGM激光器实现,腔长大于25 cm时,可以使用EDFL激光器实现。而对于在设计光学腔中常用的伸缩长度为25μm的PZT,随着腔长的增加,对应的腔模频移范围逐渐减小,在腔长为典型的40 cm时,扫描范围大于12 GHz。

黄璐,冀慧敏^[6]（2019）在《坚持探索,甘于奉献,做攀登者——走近山西大学光电研究所》文中研究表明山西大学光电研究所创建于1984年,2002年以光电所为主体建成量子光学与光量子器件国家重点实验室、光学国家重点学科,具有硕士、博士学位授予权,建有博士后科研流动站,承办有全国性学术期刊《量子光学学报》。光电所主要从事量子光学基础与应用、光与原子相互作用和光量子器件等方面的实验研究、高技术应用开发以及量子光学领域高层次专门人才的培养。始终坚持进行国际前沿课题的研究,以"攀登、奉献"作为研究所建设的灵魂,注重学术梯队的培养,已形成一支稳定的老中青三结合的科研队伍,已成为我国量子光学研究与人才培养的重要基地。近期,记者专访山西大学光电研究所所长、量子光学与光量子器件国家重点实验室主任张靖教授,走近山西大学光电所这个"攀登、奉献"的科研团队。

刘欣^[7]（2019）在《中国物理学院士群体计量研究》文中指出有关科技精英的研究是科学技术史和科学社会学交叉研究的议题之一,随着中国近现代科技的发展,中国科技精英的规模逐渐扩大,有关中国科技精英的研究也随之增多,但从学科角度进行科技精英的研究相对偏少;物理学是推动自然科学和现代技术发展的重要力量,在整个自然科学学科体系中占有较高地位,同时与国民经济发展和国防建设密切关联,是20世纪以来对中国影响较大的学科之一;中国物理学院士是物理学精英的代表,探讨中国物理学院士成长路径的问题,不仅有助于丰富对中国物理学院士群体结构和发展趋势的认识,而且有助于为中国科技精英的成长和培养提供相关借鉴;基于此,本文围绕“中国物理学院士的成长路径”这一问题,按照“变量——特征——要素——路径”的研究思路,引入计量分析的研究方法,对中国物理学院士这一群体进行了多角度的计量研究,文章主体由以下四部分组成。第一部分（第一章）以“院士制度”在中国的发展史为线索,通过对1948年国民政府中央研究院和国立北平研究院推选产生中国第一届物理学院士,1955年和1957年遴选出新中国成立后的前两届物理学学部委员、1980年和1991年增补的物理学学部委员、1993年后推选产生的中国科学院物理学院士、1994年后的中国科学院外籍物理学院士和中国工程院物理学院士,及其他国家和国际组织的华裔物理学院士的搜集整理,筛选出319位中国物理学院士,构成本次计量研究的样本来源。第二部分（第二至九章）对中国物理学院士群体进行计量研究。首先,以基本情况、教育经历、归国工作,学科分布、获得国内外重大科技奖励等情况为变量,对中国物理学院士群体的总体特征进行了计量分析;其次,按照物理学的分支交叉学科分类,主要对中国理论物理学、凝聚态物理学、光学、高能物理学、原子核物理学这五个分支学科的院士群体特征分别进行了深入的计量分析,对其他一些分支交叉学科,诸如天体物理学、生物物理学、工程热物理、地球物理学、电子物理学、声学、物理力学和量子信息科技等领域的院士群体的典型特征进行了计量分析,分析内容主要包括不同学科物理学院士的年龄结构、学位结构、性别比例,在各研究领域的分布、发展趋势和师承关系等;再次,在对各分支交叉学科物理学院士的基本情况和研究领域计量分析的基础上,对不同学科间物理学院士的基本情况进行比较研究,对中国物理学院士研究领域和代际演化进行趋势分析。第三部分（第十章）在第二部分计量分析的基础上,总结归纳出中国物理学院士的群体结构特征、研究领域和代际演化的趋势特征。中国物理学院士的群体结构呈现整体老龄化问题严重,但近些年年轻化趋向较为明显,整体学历水平较高,同时本土培养物理学精英的能力增强,女性物理学院士占比较低但他们科技贡献突出,空间结构“集聚性”较强,但近些年这种“集聚性”逐渐被打破等特征;中国物理学院士的研究领域呈现出,物理学科中交叉性较强的研究领域具有极大的发展潜力,应用性较强的研究领域产业化趋势明显,当代物理学的发展与科研实验设施的关系越发紧密等趋势特征;中国物理学院士的代际演化呈现出,新中国成立初期国家需求导向下的相关物理学科迅猛发展,20世纪80年代以来物理学院士研究兴趣与国家政策支持相得益彰,21世纪以来物理学院士个体对从事学科发展的主导作用越来越大等趋势特征。第四部分（第十一章）通过分析中国物理学院士群体的计量特征得出中国物理学院士的成长路径。宏观层面,社会时代发展大背景的影响一直存在,国家发展战略需求导向要素有所减弱,国家科技管理制度的要素影响有所增强,中国传统文化对物理学院士成长潜移默化的影响;中观层面,物理学学科前沿发展需求的导向要素显着增强,空间结构“集聚性”的影响逐渐在减弱,师承关系的影响主要体现于学科延承方面;微观层面,性别差异对物理学家社会分层的影响很弱,年龄要素对物理学院士成长具有一定的影响,个人研究兴趣对物理学院士的成长影响增强;可见中国物理学院士受社会时代背景、中国传统文化的影响一直存在,受国家发展战略需求的导向影响有所减弱,而受物理学学科前沿发展和物理学家个人研究兴趣的导向逐渐增强,进而得出中国物理学院士的社会分层总体符合科学“普遍主义”原则的结论。最后,在中国物理学院士的群体发展展望中,提出须优化中国物理学院士年龄结构和培养跨学科物理科技人才,辩证看待中国物理学院士空间结构的“集聚性”和师承效应,发挥中国物理学院士的研究优势弥补研究领域的不足,增加科研经费投入和完善科技奖励机制,不断加强国家对物理学的支持力度等建议,以促进中国物理学院士群体的良性发展和推动我国从物理学大国发展为物理学强国。

董磊,武红鹏,郑华丹,尹旭坤,马维光,张雷,尹王保,肖连团,贾锁堂^[8]（2018）在《石英增强光声传感技术研究进展》文中指出主要回顾了近几年石英增强光声传感技术的最新研究进展,展望了未来几年该技术的发展趋势。从石英增强光声传感技术的基本原理开始,介绍了传统的石英增强光声传感器系统的搭建,围绕如何降低系统噪声和进一步提高探测灵敏度展开论述。阐述了定制音叉式石英晶振的建模与设计,详细讨论了如何使用定制的音叉探索新型光谱测声器配置,使探测灵敏度提高两个数量级,并介绍了利用这些定制音叉的泛频振动模式实现减小声音共振腔长度的目的和双气体探测功能。最后讨论了该技术的进一步发展方向。

马维光,周月婷,赵刚,贾梦源,刘建鑫,郭松杰,董磊,张雷,尹王保,肖连团,Axner Ove,贾锁堂^[9]（2018）在《噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术综述》文中研究指明噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术（NICE-OHMS）结合了频率调制光谱和腔增强吸收光谱两种技术,是目前探测灵敏度最高的激光吸收光谱技术。首先介绍NICE-OHMS技术的基本原理和实现过程,然后概括其发展现状,重点介绍各个课题组采用的激光源、腔的精细度等关键参数,及其对探测灵敏度的影响,最后提出限制NICE-OHMS技术探测灵敏度的主要因素及其解决方案。

霍美如,秦际良,孙颍榕,成家霖,闫智辉,贾晓军^[10]（2018）在《PPKTP晶体相位匹配关系分析》文中研究表明压缩态光场和纠缠态光场等非经典光场是进行量子信息研究的基本资源,其中压缩态光场在低于量子噪声极限的量子精密测量中有着重要应用,而纠缠态光场被广泛应用于量子隐形传态,量子计算等领域。利用由不同类型相位匹配的非线性晶体构成的光学参量振荡器是制备不同类型非经典光场的有效手段之一。文章通过分析Ⅱ类周期极化磷酸氧钛钾（periodically poled KTiOPO4,PPKTP）的准相位匹配条件,发现在改变其抽运光及注入种子光偏振的情况下,利用一种晶体可以分别实现两种类型的相位匹配,从而可以制备两种不同类型的非经典光场。理论预测的结果与已得到的实验数据基本一致。

二、山西大学量子光学国家重点实验室成立（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、山西大学量子光学国家重点实验室成立（论文提纲范文）

（3）基于自制超稳定F-P腔压窄632.8 nm外腔半导体激光线宽的实验研究（论文提纲范文）

（4）误差扰动不确定关系的验证和量子导引的提纯（论文提纲范文）

（5）基于NICE-OHMS技术进行大气压气样直接检测的理论分析（论文提纲范文）

（6）坚持探索,甘于奉献,做攀登者——走近山西大学光电研究所（论文提纲范文）

（7）中国物理学院士群体计量研究（论文提纲范文）

（8）石英增强光声传感技术研究进展（论文提纲范文）

（9）噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术综述（论文提纲范文）

（10）PPKTP晶体相位匹配关系分析（论文提纲范文）

四、山西大学量子光学国家重点实验室成立（论文参考文献）

• [1]采用反抽运光改善光泵铷原子磁强计的灵敏度[J]. 张露露,白乐乐,杨煜林,杨永彪,王彦华,温馨,何军,王军民. 物理学报, 2021
• [2]87Rb玻色-爱因斯坦凝聚体中双拉曼相对相位对相干跃迁操控的实验研究[J]. 周方,文凯,王良伟,刘方德,韩伟,王鹏军,黄良辉,陈良超,孟增明,张靖. 物理学报, 2021(15)
• [3]基于自制超稳定F-P腔压窄632.8 nm外腔半导体激光线宽的实验研究[J]. 郭松杰,周月婷,吴永前,周晓彬,田建飞,赵刚,马维光,董磊,张雷,尹王保,肖连团,贾锁堂. 光谱学与光谱分析, 2021(02)
• [4]误差扰动不确定关系的验证和量子导引的提纯[D]. 刘阳. 山西大学, 2020(12)
• [5]基于NICE-OHMS技术进行大气压气样直接检测的理论分析[J]. 周月婷,赵刚,刘建鑫,郭松杰,马维光,薛书杭,董磊,张雷,尹王保,肖连团,贾锁堂. 光谱学与光谱分析, 2020(03)
• [6]坚持探索,甘于奉献,做攀登者——走近山西大学光电研究所[J]. 黄璐,冀慧敏. 中国研究生, 2019(09)
• [7]中国物理学院士群体计量研究[D]. 刘欣. 山西大学, 2019(01)
• [8]石英增强光声传感技术研究进展[J]. 董磊,武红鹏,郑华丹,尹旭坤,马维光,张雷,尹王保,肖连团,贾锁堂. 中国激光, 2018(09)
• [9]噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术综述[J]. 马维光,周月婷,赵刚,贾梦源,刘建鑫,郭松杰,董磊,张雷,尹王保,肖连团,Axner Ove,贾锁堂. 中国激光, 2018(09)
• [10]PPKTP晶体相位匹配关系分析[J]. 霍美如,秦际良,孙颍榕,成家霖,闫智辉,贾晓军. 山西大学学报(自然科学版), 2018(02)

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