一种基于单分子量子相干的超快动力学成像系统及方法

    公开(公告)号:CN112595699A

    公开(公告)日:2021-04-02

    申请号:CN202011417542.0

    申请日:2020-12-07

    申请人: 山西大学

    IPC分类号: G01N21/64

    摘要: 本发明涉及一种基于单分子量子相干的超快动力学成像系统及方法。目的在于克服传统单分子荧光成像无法体现单分子量子相干超快动力学特性的缺点。本发明中的超快动力学成像系统包括单分子相干态的制备与调控系统、飞秒激光延迟锁定系统、单分子激发与荧光探测系统和超快动力学成像数据提取与处理系统;本发明通过监测合束激光的自干涉强度,利用差分放大器与压电陶瓷实现两束激光相对延迟的锁定;通过电光调制晶体周期性改变两束激光的相对相位,实现单分子激发态布居几率的调制;通过计算相干因子,实现基于单分子量子相干的超快动力学成像。通过本发明可获得整个研究系统的超快退相干行为,并进一步阐明环境对单分子超快退相干行为的影响。

    双边带干涉的相位编码量子密钥分发系统

    公开(公告)号:CN104767609B

    公开(公告)日:2017-12-05

    申请号:CN201510198030.2

    申请日:2015-04-23

    申请人: 山西大学

    IPC分类号: H04L9/08 H04B10/548 H04L1/00

    摘要: 本发明涉及单光子量子密钥分发技术,具体是一种利用通信双方对单光子加载调制相位的差异,实现单光子的干涉,从而进行量子密钥分发的系统及方法。发送方对单频激光进行调制,产生对应的调制边带,调节边带光强到单光子量级,之后经过光纤传输后到达接收方,接收方进行同频解调,也产生对应的调制边带,边带干涉结果由双方的相位差决定,利用光栅和单光子探测器测量干涉结果,从而通信双方可以共享安全密钥。这种装置可以基于载波调制使得多边带同时分发密钥,不同用户可以利用不同的边带进行保密通信。解决了传统相位调制系统使用效率低的问题,尤其适用于短距离的城域网络,提高了光纤网络的使用效率。

    基于级联π相移光纤布拉格光栅的高灵敏度温度传感器

    公开(公告)号:CN105890799A

    公开(公告)日:2016-08-24

    申请号:CN201610457163.1

    申请日:2016-06-23

    申请人: 山西大学

    IPC分类号: G01K11/32

    CPC分类号: G01K11/3206

    摘要: 本发明涉及一种全光纤结构的高灵敏温度传感器。该传感器以两个π相移光纤布拉格光栅作为光学反射器件,固定长度光纤作为谐振腔形成了法布里珀罗干涉仪结构,在原有的π相移光纤布拉格光栅的谱线线型上产生窄线宽的谐振峰,提高了波长分辨率,从而在光纤布拉格光栅温度响应系数一定的情况下,获得了更高的温度测量灵敏度。该传感器可以通过级联的方式实现分布式温度传感。

    一种光纤集成单光端口原子无线电波传感探头和运行方法

    公开(公告)号:CN118011109A

    公开(公告)日:2024-05-10

    申请号:CN202410136187.1

    申请日:2024-01-31

    申请人: 山西大学

    IPC分类号: G01R29/08

    摘要: 本发明公开了一种光纤集成单光端口原子无线电波传感探头和运行方法,涉及无线电波测量技术领域,该传感探头包括:全光纤激光传输模块、反射型原子探头模块、数据处理模块,全光纤激光传输模块作用为给反射型原子探头模块提供输入激光,并将反射型原子探头模块反射的探测激光传输到数据处理模块,反射型原子探头模块将待探测的无线电波信息写入探测光,并将其反射耦合至全光纤激光传输模块,再由数据处理模块处理探测光获得无线电波偏振、场强信息。本发明公开的光纤集成单光端口原子无线电波传感探头和运行方法,通过在全光纤激光传输模块将探测光与耦合光共线合束输出至反射型原子探头模块,能够实现对无线电波近乎无扰动的稳定测量。

    双边带干涉的相位编码量子密钥分发系统及方法

    公开(公告)号:CN104767609A

    公开(公告)日:2015-07-08

    申请号:CN201510198030.2

    申请日:2015-04-23

    申请人: 山西大学

    IPC分类号: H04L9/08 H04B10/548 H04L1/00

    摘要: 本发明涉及单光子量子密钥分发技术,具体是一种利用通信双方对单光子加载调制相位的差异,实现单光子的干涉,从而进行量子密钥分发的系统及方法。发送方对单频激光进行调制,产生对应的调制边带,调节边带光强到单光子量级,之后经过光纤传输后到达接收方,接收方进行同频解调,也产生对应的调制边带,边带干涉结果由双方的相位差决定,利用光栅和单光子探测器测量干涉结果,从而通信双方可以共享安全密钥。这种装置可以基于载波调制使得多边带同时分发密钥,不同用户可以利用不同的边带进行保密通信。解决了传统相位调制系统使用效率低的问题,尤其适用于短距离的城域网络,提高了光纤网络的使用效率。

    一种高功率激光电矢量锁定方法及装置

    公开(公告)号:CN116247501A

    公开(公告)日:2023-06-09

    申请号:CN202310265903.1

    申请日:2023-03-16

    申请人: 山西大学

    IPC分类号: H01S3/13 H01S3/00

    摘要: 本发明公开了一种高功率激光电矢量锁定方法及装置,涉及激光技术领域。包括:准直器通过光纤接收由激光器产生的激光,形成入射激光;入射激光依次经过执行元件模块和分束检测模块,得到反馈信号并发送至控制处理模块;控制处理模块对反馈信号进行处理,产生伺服控制指令并发送至执行元件模块;执行元件模块执行伺服控制指令,实现高功率激光电矢量的实时闭环控制。本发明实现了对任意强度激光电矢量的精密锁定,尤其适用于电控光纤衰减器件无法使用的高功率、高单光子能量的激光系统,具有高精度,高速率和高灵敏度的特点。

    一种基于飞秒激光调制相位的单粒子快速识别方法

    公开(公告)号:CN112557363B

    公开(公告)日:2022-05-31

    申请号:CN202011418414.8

    申请日:2020-12-07

    申请人: 山西大学

    IPC分类号: G01N21/64 G01J1/00 G01N21/01

    摘要: 本发明涉及一种基于飞秒激光调制相位的单粒子快速识别装置及方法,目的在于克服传统光学成像无法识别单个金属纳米粒子的限制,利用飞秒激光激发并调制金属纳米粒子的多光子荧光过程,通过对比飞秒激光自干涉相位与金属纳米粒子的多光子荧光调制相位,实现单个金属纳米粒子的识别。本发明由飞秒激光双光束制备系统、激光自干涉光强探测系统、多光子荧光激发与收集系统、数据提取与处理系统四个部分组成;相比于传统暗场成像与荧光成像,不需要突破衍射极限,就可以识别单个金属纳米粒子。相比于扫描电子显微镜与原子力显微镜等表征方法,不需要特别制备样品,不需要在真空条件下测量,可以实现原位无损探测,探测后的样品可以继续开展其他测量或者应用。

    一种基于飞秒激光调制相位的单粒子快速识别装置及方法

    公开(公告)号:CN112557363A

    公开(公告)日:2021-03-26

    申请号:CN202011418414.8

    申请日:2020-12-07

    申请人: 山西大学

    IPC分类号: G01N21/64 G01J1/00 G01N21/01

    摘要: 本发明涉及一种基于飞秒激光调制相位的单粒子快速识别装置及方法,目的在于克服传统光学成像无法识别单个金属纳米粒子的限制,利用飞秒激光激发并调制金属纳米粒子的多光子荧光过程,通过对比飞秒激光自干涉相位与金属纳米粒子的多光子荧光调制相位,实现单个金属纳米粒子的识别。本发明由飞秒激光双光束制备系统、激光自干涉光强探测系统、多光子荧光激发与收集系统、数据提取与处理系统四个部分组成;相比于传统暗场成像与荧光成像,不需要突破衍射极限,就可以识别单个金属纳米粒子。相比于扫描电子显微镜与原子力显微镜等表征方法,不需要特别制备样品,不需要在真空条件下测量,可以实现原位无损探测,探测后的样品可以继续开展其他测量或者应用。

    基于相位编码QKD系统的单光子偏振控制方法及装置

    公开(公告)号:CN105337730B

    公开(公告)日:2018-08-24

    申请号:CN201510802610.8

    申请日:2015-11-19

    申请人: 山西大学

    IPC分类号: H04L9/08

    摘要: 本发明涉及一种用于相位编码量子密钥分发系统的单光子偏振自校准与锁定的方法及装置。该偏振控制方案分为校准过程与锁定过程,两个过程通过判断反馈信号阈值实现自动切换。该方案采用偏振分束器、多自由度偏振控制器配合遗传算法实现高效的偏振自动校准与锁定;基于偏振反馈回路装置包括偏振分束器、偏振控制器、单光子探测器、信号采集处理模块及相应控制电路。该偏振控制方法可以实现在反馈信号强度为单光子量级的情况下实现实时连续且无复位操作的偏振精确控制,整个控制过程无需人为干预。