运动界面的电磁波相位匹配

电磁波在运动物体表面的折射反射和内部的传播研究中,运动界面的电磁场相位匹配作为一个重要问题,只有用Galileo变换的讨论,但运动边界对电磁波传播的相对论效应是不应被忽略的.本文从空间曲面方程的定义和相对性原理出发导出了运动曲面单位法向量的变换式,基于该变换式导出了运动边界的电磁场边界条件.同时基于单位法向量的变换式导出考虑相对论效应时电磁波在运动边界的相位匹配.虽然该工作不涉及量子效应的影响,但可以为电磁波通讯和电磁遥感遥测的理论分析提供一些参考.

三色激光在充气波导管内产生孤立阿秒脉冲相位匹配条件的分析(特邀)

对比优化与未优化的三色光组合发现,当高次谐波场在波导管内传播时,仅当单原子响应中始终保持单个发射峰,或者在合适相位匹配条件下单原子响应中的多余发射峰被抑制时,才能有效地产生孤立阿秒脉冲。比较不同三色光组合下产生的孤立阿秒脉冲的性能,确定基频激光(1600 nm)与其二倍频场(800 nm)、四倍频场(400 nm)的优化组合是在波导管内产生孤立阿秒脉冲的最佳组合。

非对称信道相位匹配量子密钥分发

经典相位匹配量子密钥分发要求信道对称,而实际应用中非对称信道应用场景更加普遍.为研究信道非对称性对相位匹配协议性能的影响,基于经典相位匹配协议框架提出非对称相位匹配协议,建立相关数学仿真模型,并对信道非对称情况下诱骗态和统计波动等对系统的影响进行仿真分析.结果表明:信道非对称性对系统性能影响巨大,随着信道衰减差异的增大系统性能减小,且减小速度逐渐加快,超过4 dB时已无法生成密钥;诱骗态方案不能改变系统对信道衰减差异的容忍度,但在信道衰减差异较大时,增加诱骗态可以显著提升系统性能;随着数据长度的增大,系统对信道衰减差异的容忍度逐渐提升,当数据长度大于10^(12)时,这种提升不再明显,与对称信道相比,当信道衰减差异为2 dB时,随着数据长度的增大,系统性能提升更加明显.

相位匹配量子密钥分发协议统计波动分析

相位匹配协议是双场量子密钥分发协议的一种,能突破密钥容量限制且安全性得到了理论和实践的证明。针对实际应用中数据有限长效应产生的不良影响,系统地分析了相位匹配协议统计波动性能;利用高斯分析和切诺夫−霍夫丁界等统计波动分析方法,结合线性规划对相关参数进行估计,分别对不同数据长度情况下三诱骗态及二诱骗态相位匹配协议的性能进行了仿真分析。仿真结果表明:考虑统计波动的相位匹配协议仍能突破线性密钥容量的限制,在数据长度达到10^(16)量级时,密钥生成率和最大安全传输距离均接近理想值;在数据长度小于等于10^(13)时,增加诱骗态并不能显著提升相位匹配协议性能;随着数据长度的增加,采用切诺夫−霍夫丁界系统性能逐渐趋近采用高斯分析法的系统性能。

基于光源检测的相位匹配量子密钥分发协议

量子密钥分发(QKD)在信道中容易丢失信息载体,因此有限的通信距离和密钥生成速率是其应用的主要瓶颈。一般而言,密钥速率受信道传输速率的限制,而相位匹配量子密钥分发(PM-QKD)协议的提出克服了线性密钥速率的约束,即安全密钥速率与传输速率的平方根成正比。虽然PM-QKD协议可以保证探测器的安全性,但光源方面仍存在一些缺陷。在PM-QKD协议中,一般假设光源为理想相干态,而这与实际的QKD系统不完全相符,从而造成一些安全问题。本研究讨论了光子数分布未知条件下的PM-QKD协议,证明了光子数分布未知条件下的安全性分析仍然是合理的,也表明基于光源检测的PM-QKD协议产生的密钥率与理想光源下的密钥率基本一致。

四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议

量子密钥分发(QKD)具有信息论上的无条件安全性,而相位匹配量子密钥分发(PM-QKD)是双场量子密钥分发协议(TF-QKD)的一个变体,其最近被提出用来克服没有量子中继器的点对点协议中存在的速率-距离限制。鉴于实践中不存在无限强度的诱骗态,提出了一种具有实用价值的四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议,即四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议。给出了该协议的安全密钥速率公式,并通过数值仿真分析了该协议的性能,证明了该协议的有效性。

基于薄膜铌酸锂的模式色散相位匹配单光子源

薄膜铌酸锂光学芯片因低损耗、高非线性系数及高电光调制带宽等特性,有望成为开展集成光学量子信息研究的理想实验平台.然而,到目前为止,基于薄膜铌酸锂的单光子源普遍采用周期性极化准相位匹配技术,该技术要求精确地制备电极并对铌酸锂波导进行周期性极化,工艺复杂且对加工精度要求较高.本文提出了一种基于模式色散相位匹配的薄膜铌酸锂单光子源器件.该器件无需制作电极,具备加工简便和集成度更高的优势,同时单光子产率可达3.8×10^(7)/(s·mW),能够满足光学量子信息处理的需求.此器件有望替代传统准相位匹配单光子源,进一步推动基于薄膜铌酸锂芯片的光学量子信息研究的发展.

基于交叉泵浦的受激电磁耦子散射非共线相位匹配方法

提出一种基于交叉泵浦实现受激电磁耦子散射的非共线相位匹配的方法,获得频率可调谐的窄带Stokes光输出。根据参量放大理论,推导出交叉泵浦受激电磁耦子散射的单程放大增益效率表达式,揭示了交叉泵浦实现受激电磁耦子非共线相位匹配的物理机制。实验上采用泵浦光在晶体侧面全反射的方式构建交叉泵浦,通过旋转晶体改变泵浦光全反射角,实现相位匹配条件的改变和输出Stokes光频率的调谐。输出Stokes光线宽为0.17 nm,波长调谐范围为1068~1076 nm。在15 mJ的泵浦能量下的输出能量为1.07 mJ,能量转化效率为6.8%。本研究为非线性参量转换过程中的相位匹配方法提供一种方案参考,尤其适用于泵浦光脉宽小于纳秒量级的短脉冲情况。

准相位匹配非线性光频转换理论研究

从非线性耦合的基本方程出发,描述了光学二次谐波(SHG)产生,分析了影响二次谐波转换效率的各个因素,阐述了相位匹配的概念,解释了准相位匹配(QPM)技术对提高非线性光频转换效率的作用,最后与传统的双折射相位匹配(BPM)相比较,总结得出利用准相位匹配技术在实现非线性光频转换过程中所具有的优点.

利用信号相位匹配原理的声源方位估计实验研究

为了验证信号相位匹配原理的正确性,利用自制的16元线列阵,在水库进行了声源定向实验研究。分析了信号相位匹配原理的方位估计性能,并与MUSIC方法和常规波束形成方法的方位估计结果进行了比较;实验表明:由该原理定向的指向性半功率点开角是常规波束形成方法半功率点歼角的1／4-1／7和MUSIC方法的1／2-1／3。利用船舶航行噪声的多目标定向仿真和高分辨方位估计仿真结果表明:信弓相位匹配原理方位估计算法用于多目标方位估计和高分辨方位估计是可行的。

光子晶体光纤四波混频光谱中相位匹配特性的研究

与传统光纤不同,光子晶体光纤可以具有多个零色散波长,在四波混频光谱中,具有更丰富的相位匹配特性。目前很多文献报道了光子晶体光纤非线性光学特性的实验结果,但对其产生机理及光谱的变化规律缺乏详细的理论分析。为此对光纤中四波混频原理进行了分析,给出了高增益的相位匹配条件。利用多极法计算了光子晶体光纤的非线性系数及色散特性。对具有多个零色散波长光子晶体光纤的相位失配特性进行了分析,得到了相位匹配波长随泵浦波长及泵浦功率的变化规律。给出了相位匹配曲线,分析了不同色散曲线的相位匹配波长特点,两个零色散波长光子晶体光纤,在四波混频光谱中将激发出四个新的波长。实验得到了两个零色散波长光子晶体光纤的四波混频光谱,与理论分析一致,验证了相位匹配理论的可靠性。多个零色散波长光纤,能产生丰富的相位匹配曲线,会出现更多的四波混频波长,可以有效的控制光孤子及超短脉冲的四波混频及共振散射产生的光谱特性。为光子晶体光纤中基于四波混频的波长变换及超连续谱的研究提供了理论指导。

相位匹配处理微动目标ISAR成像

利用二维离散傅立叶变换理论分析了步进频率信号ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)成像和多普勒效应原理,提出了相位匹配处理微动目标ISAR成像技术,阐述了新算法的物理意义,使用仿真数据演示了相位匹配处理微动目标ISAR成像技术的性能,证明了新技术微动目标ISAR成像能力.

准相位匹配LiNbO_3波导全光波长变换的理论研究

对周期性极化LiNbO3(PPLN)光波导实现准相位匹配全光波长变换进行了理论研究 ,得出了提高准相位匹配和全频光波长变换效率的有效途径 ,为准相位匹配全光波长变换器的研制提供了理论指导 .

多子阵信号相位匹配原理的信号最小二乘解

提出了利用多元阵信号相位匹配原理的信号方向估计及信号估计的最小二乘法的求解方法,该方法不仅可减小接收通道的相幅度一致性对信号估计的影响,同时也可以消除利用三元阵或叫元阵的信号相位匹配原理时产生的估计信号奇异值.利用真实舰船噪声的线谱可实现高精度目标定向,然后根据确定方向实现目标宽带信号估计.仿真结果表明,多子阵的信号相位匹配法的噪声抑制性能明显优于阵元域的噪声抑制性能.

准相位匹配周期极化掺镁铌酸锂490nm倍频连续输出

在室温下通过外加电场极化法 ,首次用较低的极化开关电场～ 5 .5kV/mm ,在厚为 1mm、长为 2 0mm、宽为 18mm的掺镁铌酸锂基片上成功的制备了周期为 4 .8～ 5 .2 μm的一阶准相位匹配倍频光学微结构 ;并在室温下 ,以波长为 980nm的半导体激光器为基频光源 ,对所研制的微结构样品进行倍频通光实验 ,在入射基频光为 80 0mW时 ,产生约 4 0mW的 4 90nm的倍频光 ,其对应转换效率为 5 % 。

基于相位匹配原理的稳健方位估计

文中介绍了一种新的信号方位估计原理--相位匹配原理(PMT),该原理计算简单、且不受噪声相关特性的影响。论文提出了一个新的基于矩阵范数的判别准则,该准则极大地改进了方位的估计精度和方差,并保持了算法计算简单的特点。仿真结果表明改进后的准则在高信噪比下接近MUSIC的估计性能,在低信噪比下却超过MUSIC估计,而且其估计性能不受未知相关噪声的影响。

光学参量振荡器的相位匹配

基于非线性晶体的相位匹配理论 ,计算了比较典型晶体的调谐曲线 ,并且详细分析比较了各类光学参量振荡器的相位匹配过程 。

基于信号相位匹配原理的广义相关时延估计

提出了一种利用信号相位匹配原理估计的线谱相位数据时延估计和广义相关时延估计相结合的时延估计方法,导出了该方法的时延估计公式.仿真和海上实航数据处理结果证明了该方法的正确性,并表明方法具有算法简单,稳健性好,可估计非整数倍时延,提高了低信噪比条件下的时延估计精度,具有重要的工程应用前景.

转子系统模态阻尼测定的相位匹配法

模态阻尼是转子系统达到每一阶模态振型时所表现出来的一种系统阻尼,是研究转子系统动力学特性的一个重要参数。在分析模态阻尼传统测量法——半功率法缺点的基础上,提出了一种新的模态阻尼测量方法——相位匹配法。相位匹配法的原理是:建立目标函数,利用数值计算,对试验获得的相位随转速变化的数据进行最小距离估计,从而确定出转子振动系统的阻尼系数。在转子试验器上进行了试验研究,测得了系统的模态阻尼系数,其大小与半功率法测量结果接近。理论分析和试验结果表明,相对于半功率法,相位匹配法具有安全性高、稳定性强的优点。

基于小波及动态规划的相位匹配

提出了一种新的基于小波变换及动态规划的相位匹配算法 .该算法采用金字塔式的多尺度匹配结构 ,顶层和中间层利用小波相位信息建立扫描线对的视差空间图 ,并引入动态规划的方法 ,在获得全局最优的匹配路径的同时有效地解决了遮挡问题 .为提高匹配结果的置信度 ,该算法结合特征匹配确定了一系列高置信度的匹配点对作为匹配路径的控制点 .金字塔底层则直接利用小波相位差和瞬时频率更新由上层内插得到的视差图 ,保持了相位匹配的亚像素精度 .立体像对的测试结果表明 :该算法改进了现有的相位匹配算法 ;