Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Chinese Optics

涡旋光束在界面反射的微分干涉理论

Liang Wang, Qiang YANG, Long-tao TANG, Shuang-chun WEN, Hai-lu LUO

Published Jan 1, 2026• 0 citations
Publisher

Abstract

基于弱值放大的弱测量技术为探测光子自旋霍尔效应中的微小自旋分裂提供了一种有效方法。然而，在强耦合或前选择和后选择近乎正交的条件下，其性能受到限制。本文基于微分干涉理论，建立了携带任意拓扑荷的涡旋光束在空气-玻璃界面部分反射下的自旋相关位移与放大位移之间的关系。该关系即使在强耦合条件下或前选择和后选择近乎正交时仍然有效，并且适用于任意入射线偏振态。本文系统分析了涡旋光束在空气-玻璃界面反射的特性，并阐明了入射角、拓扑荷、入射偏振态、后选择角和传播距离等关键参数对放大位移的影响。这项研究为涡旋光束在精密光学测量和光学微操控中的应用提供了重要的理论基础。

DOI
10.37188/co.en-2026-0010

Related papers

基于纠缠光子的反射率辅助三维量子成像方法

Jiangli PENG, 重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065, Yong MA +5 more

随着量子信息技术的快速发展，量子成像为实现高质量三维成像提供了一种新的途径。然而，传统的量子成像方法主要局限于二维成像，无法准确提取目标的深度信息，且其反射率计算精度较低。为此，提出一种基于纠缠光子的反射率辅助三维量子成像方法。通过分析自由空间传输过程中纠缠光子数的分布，构建光子探测概率模型与符合计数概率密度函数，从而实现目标表面反射率的估计；同时，结合符合计数值对延时差矩阵进行优化，准确提取目标的深度信息，将反射率作为辅助信息与深度信息相结合，实现目标的三维重建。此外，仿真分析了单像素曝光时间对成像结果的影响，并搭建了量子成像实验平台来验证所提方法的有效性与可行性。

Journal of Applied Optics•Jan 1, 2025•0 citations

基于轨道角动量的经典关联光全息

邹子玥 Zou Ziyue, 孙亦凡 Sun Yifan, 孔令军 Kong Lingjun

随着光学调控技术的不断发展，人们已经实现了利用多种光学自由度完成的全息成像，其中包括经典光的轨道角动量全息术。结合量子纠缠光的性质研究，近年来，还实现了基于纠缠光子对的轨道角动量全息技术，并展现出了优于经典光轨道角动量全息术的精度和稳定性，具有良好的应用前景。然而，与经典光源相比，量子纠缠光源的实现需要满足更复杂的条件，这使得其优势难以在实际应用中发挥作用。为此，提出了一种利用经典光的关联性质来实现轨道角动量全息的设计方案，并通过理论推导和数值模拟，验证了其可行性。结果表明，该方案与利用量子纠缠实现的轨道角动量全息效果相似。这种利用经典关联光实现轨道角动量全息的方案不仅拓展了经典光学关联的理论价值和应用方向，还提供了一种利用低成本来改进现有全息技术的思路。

Acta Optica Sinica•Jan 1, 2025•1 citation

里德堡原子微波测量系统中原子渡越噪声的研究

杨雪洲 Xue-zhou YANG, 曾国晋 Guo-jin ZENG, 李捷 Jie LI +5 more

基于里德堡原子的微波测量方法具有突破传统电子学测量系统热噪声极限的潜力，已成为最具潜力的微波量子测量技术之一。然而，原子系统中存在的各种噪声限制了测量灵敏度的提升。本文主要对基于里德堡原子超外差测量系统中存在的原子渡越噪声进行了研究。首先介绍了基于里德堡原子超外差技术的微波测量原理；然后，详细研究了原子热运动产生的渡越噪声对基于原子微波测量的影响。研究表明，渡越噪声的频率影响范围与激发光腰斑的大小成反比，且噪声强度随探测光强度的增加具有先增大后趋于饱和的现象。最后，我们展示了原子渡越噪声对测量灵敏度的影响。此工作对提升里德堡原子微波测量系统的灵敏度具有重要意义。

Acta Sinica Quantum Optica•Jan 1, 2024•1 citation

双数态光的非相位模糊测量

时泽准 Shi Zezhun, 周立坤 Zhou Likun, 金光日 Jin GuangRi

双数态是量子相位估计问题中的有用资源，其作为马赫-曾德尔干涉仪输入态，可使得相位测量精度突破标准量子极限。然而，符合计数探测导致双数态的相位分布函数（即似然函数）出现多峰结构，出现相位模糊。针对这一问题，提出一种可消除相位模糊的简便方案，并对其有效性进行分析。该方案的核心是将N光子双数态和单光子分别注入干涉仪中，使得总的相位分布函数具有单峰结构，由此得到唯一最大似然估计量，该估计量的涨落在整个相位区间均优于标准量子极限。

Acta Optica Sinica•Jan 1, 2023•2 citations

玻尔“概念构架”的扩展与“两种文化”的统一

黄瑞雄

玻尔注意到物理学与其他知识乃至所有人类知识的不同方面存在着分裂对立现象,他主张通过对认识概念构架的扩展来消除这种不良现象,其中的核心思想是互补观.然而,这并不能尽然消除两种文化现象.

Kexue jishu zhexue yanjiu•Jan 1, 2003•0 citations

基于矢量光束空间偏振层析的相位精密测量

李春宇 Li Chunyu, 吴海俊 Wu Haijun, 姜嘉琪 Jiang Jiaqi +3 more

矢量光场独特的空间模式及偏振分布使其成为目前研究的热点问题，模间相位的变化直接影响矢量光场的偏振分布，使其在测量及传感领域具有巨大的应用潜力。提出并实验论证了一种由矢量光场注入的单频激光干涉仪技术：首先将臂间微小位移映射为矢量传感光场的模间相位变化，然后通过空间偏振层析实时监测、解算光场矢量模态，进而可在任意相位变化区间（含相位不敏感区域）实现标准量子或海森堡（注入N00N态时）极限的相位测量精度。

Laser & Optoelectronics Progress•Jan 1, 2023•0 citations
基于弱值放大的弱测量技术为探测光子自旋霍尔效应中的微小自旋分裂提供了一种有效方法。然而，在强耦合或前选择和后选择近乎正交的条件下，其性能受到限制。本文基于微分干涉理论，建立了携带任意拓扑荷的涡旋光束在空气-玻璃界面部分反射下的自旋相关位移与放大位移之间的关系。该关系即使在强耦合条件下或前选择和后选择近乎正交时仍然有效，并且适用于任意入射线偏振态。本文系统分析了涡旋光束在空气-玻璃界面反射的特性，并阐明了入射角、拓扑荷、入射偏振态、后选择角和传播距离等关键参数对放大位移的影响。这项研究为涡旋光束在精密光学测量和光学微操控中的应用提供了重要的理论基础。
随着量子信息技术的快速发展，量子成像为实现高质量三维成像提供了一种新的途径。然而，传统的量子成像方法主要局限于二维成像，无法准确提取目标的深度信息，且其反射率计算精度较低。为此，提出一种基于纠缠光子的反射率辅助三维量子成像方法。通过分析自由空间传输过程中纠缠光子数的分布，构建光子探测概率模型与符合计数概率密度函数，从而实现目标表面反射率的估计；同时，结合符合计数值对延时差矩阵进行优化，准确提取目标的深度信息，将反射率作为辅助信息与深度信息相结合，实现目标的三维重建。此外，仿真分析了单像素曝光时间对成像结果的影响，并搭建了量子成像实验平台来验证所提方法的有效性与可行性。
随着光学调控技术的不断发展，人们已经实现了利用多种光学自由度完成的全息成像，其中包括经典光的轨道角动量全息术。结合量子纠缠光的性质研究，近年来，还实现了基于纠缠光子对的轨道角动量全息技术，并展现出了优于经典光轨道角动量全息术的精度和稳定性，具有良好的应用前景。然而，与经典光源相比，量子纠缠光源的实现需要满足更复杂的条件，这使得其优势难以在实际应用中发挥作用。为此，提出了一种利用经典光的关联性质来实现轨道角动量全息的设计方案，并通过理论推导和数值模拟，验证了其可行性。结果表明，该方案与利用量子纠缠实现的轨道角动量全息效果相似。这种利用经典关联光实现轨道角动量全息的方案不仅拓展了经典光学关联的理论价值和应用方向，还提供了一种利用低成本来改进现有全息技术的思路。
基于里德堡原子的微波测量方法具有突破传统电子学测量系统热噪声极限的潜力，已成为最具潜力的微波量子测量技术之一。然而，原子系统中存在的各种噪声限制了测量灵敏度的提升。本文主要对基于里德堡原子超外差测量系统中存在的原子渡越噪声进行了研究。首先介绍了基于里德堡原子超外差技术的微波测量原理；然后，详细研究了原子热运动产生的渡越噪声对基于原子微波测量的影响。研究表明，渡越噪声的频率影响范围与激发光腰斑的大小成反比，且噪声强度随探测光强度的增加具有先增大后趋于饱和的现象。最后，我们展示了原子渡越噪声对测量灵敏度的影响。此工作对提升里德堡原子微波测量系统的灵敏度具有重要意义。
双数态是量子相位估计问题中的有用资源，其作为马赫-曾德尔干涉仪输入态，可使得相位测量精度突破标准量子极限。然而，符合计数探测导致双数态的相位分布函数（即似然函数）出现多峰结构，出现相位模糊。针对这一问题，提出一种可消除相位模糊的简便方案，并对其有效性进行分析。该方案的核心是将N光子双数态和单光子分别注入干涉仪中，使得总的相位分布函数具有单峰结构，由此得到唯一最大似然估计量，该估计量的涨落在整个相位区间均优于标准量子极限。
矢量光场独特的空间模式及偏振分布使其成为目前研究的热点问题，模间相位的变化直接影响矢量光场的偏振分布，使其在测量及传感领域具有巨大的应用潜力。提出并实验论证了一种由矢量光场注入的单频激光干涉仪技术：首先将臂间微小位移映射为矢量传感光场的模间相位变化，然后通过空间偏振层析实时监测、解算光场矢量模态，进而可在任意相位变化区间（含相位不敏感区域）实现标准量子或海森堡（注入N00N态时）极限的相位测量精度。