硅雪崩光电二极管单光子探测器

将硅雪崩光电二极管应用于盖革模式下 ,制作出高量子效率、低噪音、短死时间的单光子探测器 .设计并制作了雪崩抑制电路 ,获得探测器特性参量为无源抑制方式下死时间1 μs,有源抑制下 60～ 80 ns,输出脉冲宽度 1 5～ 2 0 ns.并详细检测了探测器直到液氮温度下的特性 .

全光纤量子保密通信中的偏振控制

介绍了在全光纤量子保密通信系统的量子信道中利用可转动光纤圈型偏振控制器实现对光纤偏振态的测量和调整。实验证明该方法能有效控制光纤中的偏振态。

基于模板的光辐射分析攻击

根据密码芯片光辐射的数据相关性,利用时间相关单光子计数技术搭建了光辐射分析实验平台,对基于模板的光辐射分析攻击进行分析。通过对光辐射迹进行模板刻画、构建策略和匹配方法的讨论,结合密码芯片光辐射的数据相关性,采用基于光辐射汉明重量模型的方法进行模板构建,并选取高级加密标准(AES)加密算法第一轮加密的S盒输出作为攻击点,结果表明基于该方法的模板匹配相较汉明距离等其他模型具有更加精确的匹配度。成功实施基于模板的光辐射分析攻击。

量子密码通信的信号发送与处理系统

自行研制了一套用于量子密码通信的信号发送与处理系统。该系统将自制的半导体激光器驱动电路、相位调制器驱动电路、单光子探测器电路、数据处理及计算机通讯等电路连接起来 。

用单光子偏振态的量子密码通信实验

根据诲森堡测不准原理,使用量子密码可以使通信双方不需要事先准备相同的密码本即可绝对保密地通信。我们基于单光子偏振态的方案利用四个发光二级管作为光子源进行了传送量子公开密钥的原理性实验,得到的未经纠错的系统误码率为6%。

基于Hamming weight和泄漏光子数的高级加密标准密码芯片光辐射分析攻击

通过研究密码芯片运行时的光辐射迹及其数据依赖性,建立了操作数汉明重量与泄漏光子数的对应关系,提出了一种简单有效的针对高级加密标准(AES)加密算法的密码芯片光辐射分析方法.根据密码芯片运行时的光泄漏特性,利用时间相关单光子计数技术搭建了光辐射分析攻击实验平台,在AES加密算法执行第一次的轮密钥加操作后和字节替换操作后分别进行光泄露信号采集,对基于操作数Hamming weight和AES密码芯片泄漏光子数对应关系的密钥分析攻击方法的有效性进行了实验验证,通过选择几组明文成功地破解了AES加密算法的密钥.实验结果表明,当密码芯片的泄露光子数与操作数的汉明重量呈近似线性关系时,该种光辐射密钥分析攻击方法对AES密码芯片的安全性构成了严重的威胁.

基于阈值分割的并行压缩鬼成像方法

为了提高鬼成像的速度,提出了基于阈值分割的并行压缩差分鬼成像方法。首先通过设置合理的阈值筛选出涨落较为明显的数据进行采样;然后再通过并行分块降低图像维度,提高整体运算速度;最后通过压缩感知重构算法重构图像。通过对图"BUAA"的半物理仿真以及透射物体"光"的实验结果表明,与普通的二阶赝热光关联成像相比,该方法能以更少的采样次数和运行时间重构图像,可提升成像信噪比。

单光子探测器量子效率的自绝对标定

单光子探测器日益广泛地应用于科学研究的各个领域，精确地标定其量子效率成为应用的先决条件。我们首次实现了单光子探测器量子效率自绝对标定的原理性实验，即只利用待测探测器本身就可以对其量子效率进行绝对标定，而不需要第二个探测器或任何参考标准。该方法基于自发参量下转换产生的纠缠光子对的时间关联性，在信号光子和闲散光子之间引入延时，由单光子计数率和符合计数率测得探测器的量子效率。

光量子密码通信

全球每天都在发生加密信息被盗事件。今天,除军事和外交上的需要外,随着信息时代的来临,商业贸易、网络通信等都需要防范非法的'第三者'。

缀饰原子系统中双光子共振非简并四波混频

本文研究了缀饰原子系统中的双光子共振非简并四波混频。理论上我们研究了多普勒增宽的四能级系统中耦合光场对双光子共振非简并四波混频的影响 ,发现加入强耦合场后 ,非简并四波混频频谱出现Autler-Townes分裂 ;在不同双光子共振失谐时 ,由于量子干涉双光子共振非简并四波混频的信号能够被抑制或增强。实验上我们在Ba原子蒸汽中 ,通过引入基态 6s2 和自电离里德堡态 6pnd之间的原子相干证实了该现象。本方法提供了一种不仅可以测得共振频率和横向弛豫 ,而且可以测得两个高激发原子态之间的跃迁的偶极矩阵元的新的光谱学工具。

基于光子间隙随机分布的任意进制真随机数源

根据激光光子数的泊松分布特征，通过衰减脉冲激光的光强度使衰减后平均每十个脉冲含有一个光子，该光子在十个脉冲中位置的分布是随机的，也即任意二十个脉冲中的两个光子的间隙时间是随机的。基于该随机间隙时间可产生真随机数序列，不仅可以产生二进制随机数，也可产生多进制的。实验上分别制备了二进制和十进制真随机数序列；对数据量为100M的样本进行通用的ENT程序随机性检验，检测结果很好。此外，该实验方案具有抗干扰能力强、便于集成、随机数产生速率容易提高等优点，可广泛应用于保密通信、身份验证、Monte Carlo计算、彩票游戏等领域。

三次谐波产生过程中光场压缩性质的转移

本文讨论了三次谐波产生过程中场的量子统计性质。在基波场初始为压缩态时,产生的三次谐波场在一定条件下也可以是压缩态的,表明了压缩性质在基波场和谐波场之间的转移。

光折变二波混频的非经典效应

提出并从实验上演示了一种利用光折变晶体中的二波混频过程产生非经典光的方法。由于光折变晶体的三阶非线性效应 ,信号光束从较强的泵浦光束获得能量 ,被放大 ,同时泵浦光束的噪声被降低 ,对单光子量级的泵浦光束其量子噪声可被降低。用强度为单光子流的He -Ne激光在光折变晶体BaTiO3内形成简并二波混频 ,测量输出的泵浦光的光子计数率 ,同时监测晶体前激光 (相干态光 )的光子计数率 ,求得泵浦光的Fano因子为 0 .98,即相干态的泵浦光转换成亚泊松光。由于激光器本身的功率不太稳定、探测效率不为10 0 %等因素的影响 ,实际的Fano因子应比测量值更小。这是一种获得亚泊松非经典光的简便有效的方法。

一种基于光子关联的测量弱光拍频的方法

拍频的测量一直是人们十分关心的问题。对一束光作自相关测量便可获得时域下该光源的拍频数据 ,再对拍频数据作傅立叶分析即可得到频域下的拍频。我们最近实现了基于单光子探测器、时幅转换仪(TAC)和多道分析仪 (MCA)的测量极弱光拍频的新方法。该方法在实验上简单 ,现象直观 ,不受探测器和前置放大器响应时间的限制 ,所测拍频能达到 10GHz量级 ,适用范围广 ,对于强光可以衰减后测量 ,弱光可以直接测量。在实验中 ,分别对两台He -Ne激光器的激光纵模在频域下的拍频进行了测量。首先用分束器将光束分成两路 ,分别进入单光子探测器 ,探测器的输出脉冲分别作为TAC的开始、终止输入 ,TAC的输出电压输进MCA。最后 ,将含有时域下该光源拍频信息的MCA图像进行数值傅立叶分析 ,获得频域下的拍频。

KNbO_3：Ni晶体在近红外波段的目泵浦相位共轭效应

ＫＮｂＯ＿３：Ｎｉ晶体在近红外波段的目泵浦相位共轭效应张治国，冯宝华，吴令安，康谨，张秀兰，殷爱民，傅盘铭（中国科学院物理研究所北京１０００８０）沈德忠，马笑寅，陈炯尧（北京人工晶体研究所北京１０００８０）周钢，汤俊雄（北京大学无线电电子学系北京１０...

多模1064nm光纤激光器实现一维远失谐光晶格

采用1064 nm多模30 W连续光纤激光器,搭建了一个周期为25μm的一维远失谐光学晶格势场.对铷原子进行磁光阱装载和偏振梯度冷却,实现了铷冷原子团在光晶格中的装载.借助于短程飞行时间法,测量晶格中冷原子温度为20μK,为下一步实现量子信息存储实验奠定了基础.

铷原子耦合光频率近共振时的电磁感应透明

研究了Λ型能级系统中,85Rb原子在耦合光频率失谐较小时的电磁感应透明(EIT)现象.实验中,随着耦合光频率失谐量的增加,电磁感应透明窗口的绝对强度有所减弱,但是其相对深度却有所增加,透明窗口相对深度最大的位置不在耦合光频率共振处,而是在耦合光频率失谐约180 MHz的位置.用三能级和四能级系统的理论分别对实验结果进行对比分析,发现用四能级系统的理论进行拟合的结果与实验符合得比较好.对此,我们提出当耦合光频率失谐较小时,EIT信号是两个激发态共同作用的结果,并用四能级系统的理论分析了两个激发态之间的能级间隔对透明窗口相对深度最大值位置的影响.

焦距对计算关联成像质量影响的实验研究

传统光学成像要求像面在成像透镜组的焦平面上,以此获得最大的光通量,因此焦距对成像质量影响较大。研究了焦距对计算关联成像成像质量的影响,搭建计算关联成像系统,利用桶探测器信号的强度涨落分析不同焦距下的关联成像结果,分析了背景光强对强度涨落的影响。结果表明:焦距和背景光强的变化对计算关联成像成像质量影响不大,解决了热光关联成像中两光臂不等形成的散焦造成成像质量下降的问题,并且该成像只用一个无空间分辨能力的探测器就能完成高分辨率成像,降低了对探测器分辨能力的要求,避免了光通量在维度上的分配,提高了信噪比,且无需成像透镜,该成像方式非常适合用于极弱背景下的成像探测。