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ACTA PHOTONICA SINICA

确定性单光子源光子时域分布的高精度表征(特邀)

李政 LI Zheng, 曹瑜婧 CAO Yujing, 何梦婷 HE Mengting, 袁心睿 YUAN Xinrui, 张鹏举 ZHANG Pengju, 史学舜 SHI Xueshun, E Wu

Published Jan 1, 2025• 0 citations
Publisher

Abstract

确定性单光子源作为量子科学技术发展的重要工具,在众多领域展现了巨大的优势和潜力。目前,对其光子时域分布进行高精度表征的研究还存在一些空缺。为实现确定性单光子源光子时域分布的高精度表征,系统分析了时间相关单光子计数技术中激发光脉冲、单光子探测器性能、探测时间窗口等参数对仪器响应函数的影响,并使用卷积算法对其进行了有效校正。通过对金刚石中单个氮空位(NV)色心和立方碳化硅晶体(3C-SiC)中的单光子源的光子时域分布进行实验测量,测量结果与理论预期高度吻合,且相对标准误差均低于0.6%。完善了确定性单光子源光子时域分布的表征方法,为量子信息处理、生物医学成像等领域提供了高精度荧光寿命测量技术支撑。

DOI
10.3788/gzxb20255411.1154301

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量子控制在氮-空位心测量系统中的应用(特邀)

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氮-空位(NV)色心是金刚石样品中具有独特光学性质的缺陷结构,在室温条件下即可展现显著的量子特性,并能对磁场、电场、应力、温度等物理量产生灵敏响应,因而成为微纳尺度量子测量研究的理想系统。NV系统受到13C核自旋、P1色心及NV之间的相互作用等多种环境因素的影响,会产生退相干现象,同时操控误差的积累也会降低探测灵敏度。为抑制这些环境和控制误差影响,并提升测量灵敏度,动力学解耦、量子最优化控制和形状脉冲等量子控制技术在NV色心测量中得到广泛应用,并取得了深入发展。本综述主要介绍这些应用于NV色心探测系统的量子控制方法,并对其近期进展进行综述。

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现有量子微波测量系统中,碱金属原子气室是其核心物理组件。目前,原子气室的检测性能参数主要包括气室玻壳折射率、透光率及内部原子配比、密度等,不能直接体现出气室内被激发的里德堡原子数目,不利于装置整体性能的表征和优化。根据理想气体状态方程,综合里德堡阻塞效应、气体原子分布等因素,建立了双光子共振激发的里德堡原子数目理论计算模型,提出了基于最优化电磁诱导透明光谱的里德堡原子数目估计方法,并采用两种不同形状铯原子气室进行实验估算,其结果与理论计算结果基本一致。

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Xing Chao, 胡臻 HU Zhen, 朱宁 ZHU Ning

腔增强吸收光谱技术(CEAS)具有测量精度高、响应时间快、空间占用少等优势,在痕量气体检测与精密光谱测量中发挥了重要作用。本文结合计算与实验结果,阐明了腔增强技术对信号增强的共性原理及实验测量吸收系数的方法,进而介绍了几种具有代表性的腔增强吸收光谱技术,包括:相干光CEAS技术、非相干光CEAS技术及光梳相干宽带CEAS技术等。以此为基础对腔增强吸收光谱技术在大气污染检测、生物医疗传感、化学反应动力学诊断等方面的应用进行综述。最后对腔增强吸收光谱技术的未来发展进行了展望。

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新型固体材料中的单光子源:从调控到集成(特邀)

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