基于FPGA的微波相干源线性检测和特性表征

微波光子的检测和表征对于量子信息具有重要意义。通常使用Hanbury Brown-Twiss(HBT)干涉仪对光子源性质进行检测和表征,然而,由于微波光子信噪比较低,在对其进行检测和表征过程中常常需要多次计算才能移除噪声影响。本工作基于现场可编程门阵列(FPGA),提出一种快速、可扩展的测量方案用于分析微波光子源性质,可更快速地实现该计算过程。利用该方案对频率为3 MHz的相干源进行了模拟测量,分析了二阶相关函数所具有的特性,发现测量结果与理论具有良好的一致性。该系统的实现对未来进行单光子源检测具有重要意义。

金原子纳米团簇的负热容现象的分子动力学模拟研究

文中采用微正则分子动力学方法模拟研究了原子数N =6 0到 6 75之间的 6种金原子纳米团簇从固态到液态的熔解过程 ,得到了势能和热容量随温度的变化关系。其结果表明 ,所模拟的 6种团簇在熔点附近出现负热容 ,通过对这些团簇熔解前后的势能以及结构变化的分析 ,探讨了产生负热容的微观机制。

基于超导约瑟夫森结的双路径量子纠缠微波信号研究进展

量子纠缠微波信号是微波频段的连续变量纠缠态,在固态量子信息处理、量子计算机和量子通信等领域有巨大的应用前景。在超导条件下利用泵浦信号驱动约瑟夫森结可以产生纠缠微波。简述了约瑟夫森参量放大器、约瑟夫森环形调制器和约瑟夫森混合器3种参量设备,介绍了2种基于超导约瑟夫森结的双路径量子纠缠微波生成方案,比较了它们的异同,并指出了目前存在的问题,预测了纠缠微波未来的研究方向和发展趋势。

大尺寸贵金属纳米团簇热力学性质的分子动力学模拟研究

采用分子动力学方法和原子嵌入势模拟了大尺寸金(n=1136～1556)、银(n=1088～1724)、铜(n=1000～1600)、铂(n=1004～1800)原子纳米团簇的熔化过程,得出了相应纳米团簇的势能随温度的变化曲线以及热容量随温度的变化曲线,研究了各种原子纳米团簇熔点与其团簇尺寸的关系.模拟结果表明团簇的熔点随团簇尺寸增大而升高,并逐渐向大块晶体靠拢.所有纳米团簇在熔化过程中在熔点附近都出现负热容现象,通过对团簇熔化前后结构的比较,分析了导致这种现象的原因.

铜原子纳米团簇热力学性质的分子动力学模拟研究

利用分子动力学模拟方法,研究了CuN(N=80,140,216,312,408,500,628和736)纳米团簇在热化和冷凝过程中结构和热力学性质的变化,模型采用的是Johnson的EAM作用势.模拟结果表明:铜团簇的熔点和凝固点随其尺寸线性增加,并逐渐向大块晶体靠拢;所有团簇的凝固点都低于熔点,出现凝固过程中的滞后现象;在熔点和凝固点附近,团簇都具有负热容特性,负热容是由相变前后团簇内部结构突变引起的.

Au-Ag合金团簇熔点异常效应的模拟

采用分子动力学方法模拟了一定尺寸范围内不同原子数比例的金银合金团簇,研究了该团簇的熔点随原子数比例的变化规律,结果表明团簇熔点随原子数比例变化与块体合金熔点随原子比例变化不同,出现异常现象,文章最后对出现这种现象的原因进行了探讨.

空间分离的路径纠缠微波信号制备方案

从利用纠缠信号替代无线电信号打破经典限制来提升信息系统性能的目的出发,首先阐明了发展纠缠微波技术的必要性,并回顾了路径纠缠微波制备的发展历程。其次,总结了4种现有路径纠缠微波信号制备方案:利用超导180°混合环、威尔金森功分器、约瑟夫森参量转换器和微波频段Hong-Ou-Mandel效应的制备方案。在对所使用的微波分束器进行详细描述的基础上,分别从实验装置和基本原理2个方面,采用对比分析的方法,对现有路径纠缠微波信号制备方案进行了剖析,继而给出了各个方案所生成路径纠缠微波信号的表达式。最后对各个方案的优、缺点进行了具体分析,总结了制约量子纠缠微波技术发展的主要因素,指明了其广阔的发展前景,并对制备路径纠缠微波信号未来的研究方向进行了展望。

用于微小型化铷原子钟的MEMS Rb-85滤光泡的研究

研究并提出一种分析设计Rb气泡原子钟微型Rb-85滤光泡的方法。从量子物理出发,通过为Rb灯的发射光谱引入Lorentzian线形函数,得到一个滤光泡内的光强与入射光强的关系式,其中包含了跃迁系数,频移,谱线宽度等参数,通过研究确定这些参数并最终建立一个具有高吸收效率的滤光泡的理论模型。基于这种方法,我们设计了MEMS滤光泡,Rb-87灯射出的光谱经过该滤光泡后,90%多的α线被吸收,而β线则只衰减不到3%,因此,MEMS滤光泡不仅可以大幅度减小体积与功耗,其滤光效果也更为优越。

小型化氢脉泽原子储存时间设计

氢微波激射器(氢脉泽)采用原子储存泡对氢原子进行囚禁,在低损耗谐振腔内形成稳定的自持振荡.本文采用具备低腔频温度系数的介质加载谐振腔替换传统的腔-泡结构,实现了氢脉泽的小型化;并分析了这种小型化方案对频率稳定度和准确度的影响.原子储存时间设计值为0.4 s,闭环后的频率稳定度为5.6×10^-15/(1000 s),与储存时间设计结果相吻合.

铜原子纳米团簇热力学性质的分子动力学模拟研究

本文利用分子动力学模拟方法，研究了CuN（N=80、140、216、312、408、500、628和736）纳米团簇在热化和冷凝过程中结构和热力学性质的变化，模型采用的是Johnson的EAM作用势．模拟结果表明：铜团簇的熔点和凝固。点随其尺寸线性增加，并逐渐向大块晶体靠拢；所有团簇的凝固。羔都低于熔点，出现凝固过程中的滞后现象；在熔点和凝固点附近，团簇都具有负热容特性，负热容是由相变前后团簇内部结构突变引起的。

纳米铜团簇稳定结构的分子动力学研究

以分子动力学理论和微正则系综模型为基础，采用嵌入原子方法对原子数为13～321的13个铜纳米团簇凝固过程进行模拟，主要研究了团簇热力学性质和低温下的原子分布结构．结果表明：凝固点与原子数关系曲线随原子数增加有一定变化规律，原予数较少时，曲线成较大幅度振荡下降，原子数较多时，成较小幅度振荡上升趋势；团簇在低温下具有球壳层和二维点阵型两种原子分布结构，其中心的13个原子结构分别具有Ih和D3h对称性；中心原子分布为D3h的团簇结构接近Fcc晶体，晶化在低于凝固点的450-350K之间进行．

放大法与微小长度的测量

在物理实验中,常常会遇到一些微小的量,用给定的仪器进行测量时会带来很大的误差,甚至无法进行测量。如果能将待测量按照一定的规律放大,就可以达到既能测量,又能减少误差的目的。此文讨论了物体发生形变时,长度发生微小变化的几种测量方法,并进行了比较;以及用光的干涉测薄片等微小长度的测量方法。

约瑟夫森混合器等效电路参数对三波混频强度的影响研究

约瑟夫森混合器是一种能够生成纠缠量子微波信号的电路。建立了约瑟夫森混合器的等效电路模型,对三波混频哈密顿量进行量子化,研究了约瑟夫森结的临界电流、分路线性电感、谐振器传输线等效电感以及外加穿过环路磁通对三波混频强度的影响。仿真结果表明:约瑟夫森结的临界电流决定了选择的线性电感最大值,而对三波混频强度影响不大;线性电感的大小决定了外加穿过环路磁通的最优值以及三波混频强度的最大值;谐振器传输线等效电感在允许范围内越小越好。研究对于有效选择电路元器件参数,提高纠缠量子微波生成能力有重要价值。

关于Bell定理和Bell不等式的探讨

本文介绍了量子物理学家Ｊ．Ｓ．Ｂｅｌｌ 的生平和科学贡献。深入讨论了Ｂｅｌｌ 定理和Ｂｅｌｌ 不等式，论述了Ｂｅｌｌ 的学术思想的发展及各种评价。

锗硅非对称耦合量子阱相位调制器特性的研究

为了研究和论证锗硅材料体系在器件的工艺制备和理论性能上的优势,拓展锗硅量子阱结构的应用范围,采用数值仿真结合实际器件制备的方法,进行了理论分析和实验验证,设计了一种基于Ge/SiGe非对称耦合量子阱材料的光学相位调制器,并在实验测试中验证了该理论的正确性。结果表明,当电场超过40 kV/cm时,该材料在1450 nm波长处可以达到最高0.01的电致折射率变化;经测试发现,实际制备的器件在1.5 V的反向偏置电压下,实现了1530 nm波长处2.4×10^(-3)的电致折射率变化,对应的VπLπ=0.048 V·cm,在同类型锗硅光调制器中达到了先进水平。该研究为硅基集成光调制器的进一步发展开辟了新的方向。

金团簇碰撞合并过程的分子动力学模拟研究

采用微正则系综理论和嵌入原子模型计算了原子数为16～152之间7个Au_n团簇碰撞合并过程.结果表明:碰撞能量大于0.3 eV时,团簇处于熔融态,碰撞能量是合并过程的主导因素,碰撞能量小于0.3eV时,团簇处于凝固态,碰撞能量和结合能共同影响合并过程;碰撞能量小于0.1 eV时,在结合能作用下,团簇结构随碰撞能量增加发生变化,部分团簇形成壳层结构,势能较低,稳定性较好.

内切旋转介观环结构中的电子输运特性

利用量子波导理论研究内切旋转环介观结构中的电子输运性质。结果表明了内切旋转环中的电子透射几率不仅与外环的半径有关,而且与旋转环的旋转角度有关,说明要调制电子的透射几率可以通过调节旋转环的旋转角度来实现,这一理论结果将对实验的研究有一定的参考价值。

用Smolin态实现未知量子态的多体受控隐形传态(英文)

提出了用Smolin态作纠缠通道实现未知单比特量子态的受控隐形传态方案。利用比特的Smolin态作量子纠缠通道,这个方案可以用来实现单比特量子态有个控制者的受控隐形传态。并且这个方案可以直接推广到D维空间量子态的多体受控隐形传态。

基于空间电压向量法的三电平逆变器的研究

提出一种基于空间电压向量PWM控制法,采用空间电压向量PWM控制法的三电平逆变器控制原理简单,易于实现,特别适合于电路拓扑结构复杂的多电平逆变器系统,而且输出波形更接近正弦波,减小了谐波,解决了低耐压功率器件应用于高压大功率的问题.

小型化10 MHz恒温晶体振荡器设计

设计了用于高精度铷原子频标的一种小型化恒温压控晶体振荡器.振荡电路采用了稳定性好的并联型皮尔斯电路方案,采用2级?型LC级联滤波器抑制谐杂波,利用互补对称式金属-氧化物-半导体(CMOS)反相器实施隔离.振荡和放大电路选用了低噪声晶体管.晶体的温度控制在频率-温度曲线拐点处.实现了体积为4 mL晶振样件.晶振的短期频率稳定度为1.8?10-12/s,相噪对铷频标频率稳定度的贡献仅为3.2?10-13-1/2.