收藏本站
《中国海洋大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

偏振光子的大气传输及光子与腔—量子点的相互作用

史鹏  
【摘要】:近年来,建立在量子力学基本原理和信息科学基础上的量子信息受到了人们的极大关注。作为量子信息的重要分支,量子通信以量子态为信息载体,克服了传统密码术的安全隐患,在理论上是“绝对安全”的。由于自由空间量子密钥传输对将来利用卫星构建全球量子保密通信网具有重要意义,所以研究携带密钥信息的光子在自由空间中传输时如何受到大气信道的影响是十分必要的。此外,构建大规模的量子通信网络时,各种量子模块需要通过量子接口连接以增加其可扩展性。腔-量子点系统是一种有效的量子接口,其中的固态量子比特适合做储存比特,而光子适合做飞行量子比特。研究静态的固态比特和动态的光子比特之间的相互作用也是量子通信研究中的内容之一。 基于此,本文进行了以下两个方面的工作:1)研究自由空间中偏振光子的散射传输特性;2)研究单光子与腔-量子点相互作用的动力学演化过程。 第一项研究中,根据Mie散射理论和矢量辐射传输理论,以Monte Carlo方法作为主要手段,对偏振光在大气中的传输过程进行了数值模拟。首先在单次散射模型基础上,研究了偏振光多次散射矢量传输模型,然后将大气视作分层介质,提出了“虚粒子”的概念,形成了偏振光子的多层大气散射模型。通过编程模拟,得出了单次散射对光偏振度的影响、散射相函数、散射光子坐标统计、偏振光散射Mueller矩阵层析图样以及偏振光Stokes矢量在不同大气能见度、不同传输高度等条件下的变化规律,表明这些模型可以清晰地揭示在各种大气传输过程中光子偏振态的变化及其规律。 第二项研究中,把掺有单个电子的量子点、固体光学微腔和光纤组成的系统作为研究对象。基于腔-量子点系统的理论模型,对单光子波包与腔-量子点系统相互作用的动力学过程进行了数学推导。通过数值模拟,实现了静态量子比特与飞行光子比特的相互转换,并通过改变激光脉冲作用时间等参数,实现了量子点中的原子和光子的纠缠。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O431.2

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 郭光灿;量子密码——新一代密码技术[J];物理与工程;2005年04期
2 蒋冰莉,王江安,宗思光;大气传输对激光后向散射式能见度测试的影响及理论研究[J];光学与光电技术;2004年06期
3 王川,张竞夫,王平晓,邓富国,艾清,龙桂鲁;自由空间中量子密码通讯实验[J];中国科学G辑:物理学、力学、天文学;2005年02期
4 薛飞,杜江峰,周先意,韩荣典;量子计算的物理实现[J];物理;2004年10期
5 姚望;刘仁保;沈吕九;;“量身定做”单光子波包:在量子网络中控制光子/自旋量子界面[J];物理;2006年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 徐娟;大气的光散射特性及大气对散射光偏振态的影响[D];南京信息工程大学;2005年
2 咸良;偏振光子的大气传输及纠缠浓缩[D];中国海洋大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李金义;银燕;陈万隆;;南京气象学院简单空气质量数值预报模式系统研究[J];安徽农业科学;2009年33期
2 张育明;;地磁场作用下铁路列车感应磁场的影响分析[J];安全与电磁兼容;2010年03期
3 王其申;朱诵文;刘全金;;振动中的轴对称膜的差分离散模型及其验证[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年01期
4 王峰;洪津;杨伟峰;乔延利;;复合线阵推扫偏振成像技术研究及方案设计[J];半导体光电;2006年04期
5 常山;毛杰健;杨建荣;;基于衍射理论的畸变分析与应用[J];半导体光电;2011年06期
6 李炳乾,王永昌,张小秋,龚美霞,山冰;紫外/可见皮秒条纹相机时空分辨率[J];半导体光电;1997年06期
7 洪俊;芮筱亭;刘军;陈涛;;散粒体发射药床碰撞挤压过程三维数值模拟研究[J];兵工学报;2007年03期
8 段建军,陈受钧,郑用升;对大气气溶胶的辐射效应的数值试验[J];北京大学学报(自然科学版);2000年01期
9 郭世昌,秦瑜,赵柏林,吴涧,陈辉,陈艳,秦芳;地球大气对抵达地面太阳紫外辐射量影响的模式研究[J];北京大学学报(自然科学版);2002年03期
10 李晓飞;许小剑;;时变海面复反射系数建模[J];北京航空航天大学学报;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐文耀;区加明;杜爱民;;地磁场全球建模和局域建模[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 吕鑫;蒋卓勤;李迎春;;偏振态的高速实时测量方法的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 缪凯;刘波;林炜;郭澎;王炜男;;光纤干涉仪消光比特性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 陈伟力;王霞;金伟其;;基于偏振双向分布反射函数的红外偏振特性分析[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 张磊;陆启生;李莉;;组合激光辐照CdS实验与耦合系数测量[A];第九届全国物理力学学术会议论文集[C];2009年
6 章法强;杨建伦;李正宏;陈法新;;数值模拟高能中子照相[A];2006全国核材料学术交流会论文集[C];2006年
7 是雅蓓;周静娴;;某些光学物理量及单位在农业科技书刊中的误用[A];学报编辑论丛(第五集)[C];1994年
8 赖爱光;蔡长达;赖英辉;潘镇安;黄思善;;高性能平场显微镜光电系统中继转接镜设计的探讨[A];第十七届十三省(市)光学学术年会暨“五省一市光学联合年会”论文集[C];2008年
9 李霞;王胜利;;1980~2007年新疆能见度变化趋势及其影响因子探讨[A];第五届海峡两岸气溶胶技术研讨会论文集[C];2008年
10 梁子长;王彪;岳慧;;金星酸雾云环境的电磁与激光特性研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第八届学术年会论文集(下篇)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 师学明;聚变裂变混合能源堆包层中子学概念研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 郭庆勇;非保守系统Fourier卷积型拟变分原理研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张勇;布里渊光纤陀螺有源腔关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 陈世同;高精度光纤陀螺建模及信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 刘少刚;基于单一平面电容传感器的木材含水率检测系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 孙晶华;提高水下激光成像衬度的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 毕德仓;微波调制测风激光雷达新方法和激光雷达测量温度关键技术的研究[D];中国海洋大学;2010年
9 刘金婷;多陆面模式、多驱动场对新疆地区陆面过程模拟研究及结果集成[D];中国海洋大学;2010年
10 马丽珍;自由空间量子通信中偏振光子传输和操控的理论与模拟研究[D];中国海洋大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余波;惯性约束聚变的中子半影成像诊断系统和非线性重建方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 张绚;双轴闪光照相系统中的散射问题研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 周景贤;量子代理签名方案研究[D];郑州大学;2010年
4 韩书新;光纤陀螺用保偏光纤及光纤环测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 杨佳音;反应堆中子分布与屏蔽设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王刚;光纤电流传感器性能分析与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 申静;计及粘性耗散的自由面频域格林函数研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 阳光辉;多普勒全光纤速度传感器的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 邹晓辰;不同天气下的天空散射光偏振特性研究[D];大连理工大学;2010年
10 李栋;MODIS遥感中国东部海区气溶胶光学厚度与现场测量数据的对比分析[D];中国海洋大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 许春玉,谢德林,杨虎;激光大气传输透过率的分析[J];光电工程;1999年S1期
2 尹增谦,管景峰,张晓宏,曹春梅;蒙特卡罗方法及应用[J];物理与工程;2002年03期
3 刘英同,杨睿;建立激光传输特性数据库研究[J];激光与红外;1997年04期
4 周春源,吴光,陈修亮,李和祥,曾和平;50km光纤中量子保密通信[J];中国科学G辑:物理学、力学、天文学;2003年06期
5 施德恒,陈玉科,许启富;可精确测量低能见度的折返式跑道能见度激光测量仪的研究[J];激光杂志;1999年02期
6 邵进,吴令安;用单光子偏振态的量子密码通信实验[J];量子光学学报;1995年01期
7 梁创,符东浩,梁冰,廖静,吴令安,姚德成,吕述望;850nm光纤中1.1km量子密钥分发实验[J];物理学报;2001年08期
8 徐春凯,徐克尊;基于单原子的量子计算机[J];物理;1999年06期
9 强希文,张辉,屠琴芬,袁仁峰,李钟敏;激光雷达信号大气衰减效应[J];应用光学;2000年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 阎旭光;基于蒙特卡罗模拟的海水光信道特性研究[D];华中科技大学;2004年
2 徐娟;大气的光散射特性及大气对散射光偏振态的影响[D];南京信息工程大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴银忠;;基于半导体量子点的量子计算的物理实现[J];常熟理工学院学报;2007年04期
2 ;海外之窗[J];河南科技;2001年07期
3 蔡惟泉;量子点使单个光子定位[J];激光与光电子学进展;2001年08期
4 李朝霞,李作宏;单量子点体系极化电子的输运[J];烟台大学学报(自然科学与工程版);2004年02期
5 张胜坤,蒋最敏,王迅;自组织生长锗量子点的库仑荷电效应[J];物理;1998年11期
6 ;发光材料、荧光材料[J];中国光学与应用光学文摘;2003年03期
7 冯金福;正常金属-量子点-超导系统的共振隧穿[J];常熟高专学报;2004年04期
8 王立国,丁朝华,肖景林;抛物形量子点中弱耦合极化子的性质[J];发光学报;2004年06期
9 陈枫,封松林,杨锡震,王志明,汪辉,邓元明;InAs自组织生长量子点的电子俘获势垒[J];红外与毫米波学报;1997年04期
10 汪兆平,韩和相,李国华;自组织生长的量子点结构及其光学特性[J];光散射学报;1997年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈立波;L.J.Sham;EdoWaks;顾永建;;光控耦合双量子点之间的超快相位门[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年
2 张黎黎;张灿邦;张宏伟;周凌云;;核/壳量子点与生物分子偶联机制及其荧光特征的量子力学分析[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
3 李勇;谢志雄;;一种基于酵母细胞的硒化镉量子点的绿色合成方法[A];2010年第四届全国微生物遗传学学术研讨会论文摘要集[C];2010年
4 杨坤;张春阳;;基于量子点与荧光微球双色并发机制的单分子检测研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
5 张立明;张智军;;石墨烯量子点的合成及光谱特性研究[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
6 朱守俊;张俊虎;刘学;唐诗佳;李波;杨柏;;石墨烯量子点的制备及其在生物成像领域的应用[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
7 董玥;尚欣;郝先;朱永春;王宏达;;量子点与Hela的相互作用[A];第一届全国生物物理化学会议暨生物物理化学发展战略研讨会论文摘要集[C];2010年
8 陆冬莲;罗建梅;梁建功;汪晶;韩鹤友;;拉曼标记分子与水溶性CdTe量子点相互作用研究[A];第十届中国化学会分析化学年会暨第十届全国原子光谱学术会议论文摘要集[C];2009年
9 张黎黎;张灿邦;张宏伟;周凌云;;激光与量子点和生物分子偶联结构的极化子或激子的相互作用机制的量子力学分析[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 王迅;;半导体量子点的库仑荷电效应[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张巍巍;单个电子可如“乒乓球”般在量子点间往返[N];科技日报;2011年
2 刘霞;科学实验发现:量子点不是点[N];科技日报;2010年
3 记者 刘霞;量子点与经典数据流可在光纤内同行[N];科技日报;2011年
4 刘霞;量子点全光开关有望让光互联取代电子互联[N];科技日报;2011年
5 冯卫东;美公司推出高性能量子点感光元件[N];科技日报;2010年
6 冯卫东;美研究可高效阻断蛋白生成的量子点技术[N];科技日报;2008年
7 刘牧洋;我国量子点研究获新突破[N];光明日报;2003年
8 王全楚;“量子点”荧光标记初露端倪[N];健康报;2005年
9 记者马艳红;中科院化学所成功制备量子点荧光微球[N];中国医药报;2005年
10 记者  毛黎;美利用量子点提高光电转换率[N];科技日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈刚;微腔中多体系统的新奇量子相变及其调控[D];山西大学;2009年
2 王科范;Si表面Ge量子点的MBE外延生长及其结构表征[D];中国科学技术大学;2006年
3 董乔梅;食管癌相关分子功能和纳米材料量子点新特性研究[D];北京协和医学院;2011年
4 苗雁鸣;几种纳米体系的制备表征和生物应用[D];中国科学院研究生院(物理研究所);2006年
5 杨景海;Ⅲ-V族化合物半导体材料GaN外延膜和InAs量子点的制备及光学特性研究[D];吉林大学;2006年
6 王会堂;胰岛素受体亲合短肽的筛选、合成及量子点荧光标记的研究[D];东北师范大学;2005年
7 吕威;低维半导体材料(InGaN量子阱、InAs量子点)显微结构与光学性能关系研究[D];吉林大学;2005年
8 房铁峰;介观Kondo输运[D];兰州大学;2007年
9 傅昕;核壳型量子点和功能化聚苯乙烯微球的制备、表征及在荧光标记上的应用[D];中南大学;2010年
10 侯毅;高分子界面行为与性质的研究[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 龙宇;电子—声子相互作用对量子环输运性质的影响[D];河北师范大学;2010年
2 任娟;合成水溶性量子点及其作为离子探针[D];兰州大学;2009年
3 左超;水溶性量子点和磁性纳米粒子的制备[D];武汉大学;2004年
4 鞠文明;声子腔中半导体双量子点量子比特的动力学[D];上海交通大学;2010年
5 张冬;压力下应变GaN/Al_xGa_(1-x)N柱形量子点中杂质态结合能[D];内蒙古大学;2010年
6 万异;水相合成量子点用于生物分子检测的研究[D];吉林大学;2004年
7 陈泽冠;CdSe/CdS量子点薄膜的制备及其光电性能[D];苏州大学;2010年
8 刘俊余;新型水溶性CdTe量子点荧光探针的制备及其在肿瘤多药耐药研究中的应用[D];东北师范大学;2010年
9 常加峰;量子点与量子位构造[D];扬州大学;2003年
10 陈言午;GeSi量子点PL谱的研究[D];复旦大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026