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大气闪烁对纠缠相干态量子干涉雷达影响机理

任益充 王书 饶瑞中 苗锡奎

大气闪烁对纠缠相干态量子干涉雷达影响机理

任益充, 王书, 饶瑞中, 苗锡奎
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  • 介绍了量子干涉雷达物理模型及其探测原理,并采用耗散-涨落通道处理量子光场在湍流大气中的传输,从经典湍流统计理论推导得到大气透射率的概率密度分布函数P(T),以此为基础系统分析了大气闪烁效应对纠缠相干态量子干涉雷达的影响机理,深入讨论了平均大气透射率、闪烁指数等大气参数对系统目标探测性能的影响.研究发现:低损耗情况下系统灵敏度及分辨率性能随闪烁指数的增加而降低;高损耗情况下大气闪烁则能显著提高系统灵敏度和分辨率性能,且界定高低损耗的透射率临界点随脉冲光子数增加而增加,故大气闪烁能够在一定程度上克服大气损耗造成的不良影响.
      通信作者: 任益充, rych@aiofm.ac.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11574295)和光电对抗测试评估技术重点实验室开放课题(批准号:GKCP2016002)资助的课题.
    [1]

    Xiao H T, Liu K, Fan H Q 2014 J. Nat. Univ. Def. Technol. 36 140 (in Chinese) [肖怀铁, 刘康, 范红旗 2014 国防科技大学学报 36 140]

    [2]

    Jiang T, Sun J 2014 J. CAEIT 9 10 (in Chinese) [江涛, 孙俊 2014 中国电子科学研究院学报 9 10]

    [3]

    Xu S L, Hu Y H, Zhao N X, Wang Y Y, Li L, Guo L R 2015 Acta Phys. Sin. 64 154203 (in Chinese) [徐世龙, 胡以华, 赵楠翔, 王阳阳, 李乐, 郭力仁 2015 物理学报 64 154203]

    [4]

    Giovannetti V, Lloyd S, Maccone L 2004 Science 306 1330

    [5]

    Gao Y, Anisimov P M, Wildfeuer C F, Luine J, Lee H, Dowling J P 2010 J. Opt. Soc. Am. B 27 170

    [6]

    Lanzagorta M 2010 Proc. SPIE 7727 77270K

    [7]

    Bakut P A 1967 Radio. Eng. Electron. Phys. 12 1

    [8]

    Jehle R E, Hudson D F 1992 U.S. Patent 5 095 312 [1992-3-10]

    [9]

    Kumar P, Grigoryan V, Vasilyev M 2007 Noise-free Amplification: towards Quantum Laser Radar (Snowmass: 14th Coherent Laser Radar Conference) p9

    [10]

    Wasilousky P A, Smith K H, Glasser R, Burdge G L, Burberry L, Deibner B, Silver M, Peach R C, Visone C, Kumer P, Lim O, Alon G, Chen C H, Bhagwat A R, Manurkar P, Vasilyev M, Annamalai M, Stelmakh N, Dutton Z, Guha S, Chen J, Silva M, Kelly W, Shapiro J F, Nair R, Yen B J, Wong F N C 2011 Proc. SPIE 8163 816305

    [11]

    Wang S, Ren Y C, Rao R Z, Miao X K 2017 Acta Phys. Sin. 66 150301 (in Chinese) [王书, 任益充, 饶瑞中, 苗锡奎 2017 物理学报 66 150301]

    [12]

    Yurke B, McCall S L, Klauder J R 1986 Phys. Rev. A 33 4033

    [13]

    Liu S, Jing J 2017 Opt. Express 25 15854

    [14]

    Fang Y, Jing J 2015 New J. Phys. 17 023027

    [15]

    Fang Y, Feng J, Cao L, et al. 2016 Appl. Phys. Lett. 108 131106

    [16]

    Breuer H P, Francesco P 2002 The Theory of Open Quantum Systems (Oxford: Oxford University Press) pp161-162

    [17]

    Carmichael H J 2003 Statistical Methods in Quantum Optics 1: Master Equations and Fokker-Planck Equations (Berlin: Springer Science and Business Media) p9

    [18]

    Fan H Y, Hu L Y 2010 The Thermal Entanglement Entangled-State Representation of Open Quantum System (Shanghai: Shanghai Jiao Tong University Press) p91 (in Chinese) [范洪义, 胡利云 2010 开放量子系统退相干的纠缠态表象论(上海: 上海交通大学出版社) 第91页]

    [19]

    Tatarskii V I 1971 Jerusalem: Israel Program for Scientific Translations 1971

    [20]

    Fante R L 1975 Proc. IEEE 63 1669

    [21]

    Fante R L 1980 Proc. IEEE 68 1424

    [22]

    Semenov A A, Vogel W 2009 Phys. Rev. A 80 201802

    [23]

    Vasylyev D Y, Semenov A A, Vogel W 2012 Phys. Rev. Lett. 108 220501

    [24]

    Rao R Z 2012 Modern Atmospheric Optics (Beijing: Beijing Science Press) pp433-442 (in Chinese)[饶瑞中 2012 现代大气光学 (北京: 科学出版社) 第433–442页]

    [25]

    Rao R Z 2005 The Propagation of Light in the Turbulent Atmosphere (Hefei: Anhui Science Press) pp180-183 (in Chinese) [饶瑞中 2005 光在湍流大气中的传播 (合肥: 安徽科学技术出版社) 第180–183页]

  • [1]

    Xiao H T, Liu K, Fan H Q 2014 J. Nat. Univ. Def. Technol. 36 140 (in Chinese) [肖怀铁, 刘康, 范红旗 2014 国防科技大学学报 36 140]

    [2]

    Jiang T, Sun J 2014 J. CAEIT 9 10 (in Chinese) [江涛, 孙俊 2014 中国电子科学研究院学报 9 10]

    [3]

    Xu S L, Hu Y H, Zhao N X, Wang Y Y, Li L, Guo L R 2015 Acta Phys. Sin. 64 154203 (in Chinese) [徐世龙, 胡以华, 赵楠翔, 王阳阳, 李乐, 郭力仁 2015 物理学报 64 154203]

    [4]

    Giovannetti V, Lloyd S, Maccone L 2004 Science 306 1330

    [5]

    Gao Y, Anisimov P M, Wildfeuer C F, Luine J, Lee H, Dowling J P 2010 J. Opt. Soc. Am. B 27 170

    [6]

    Lanzagorta M 2010 Proc. SPIE 7727 77270K

    [7]

    Bakut P A 1967 Radio. Eng. Electron. Phys. 12 1

    [8]

    Jehle R E, Hudson D F 1992 U.S. Patent 5 095 312 [1992-3-10]

    [9]

    Kumar P, Grigoryan V, Vasilyev M 2007 Noise-free Amplification: towards Quantum Laser Radar (Snowmass: 14th Coherent Laser Radar Conference) p9

    [10]

    Wasilousky P A, Smith K H, Glasser R, Burdge G L, Burberry L, Deibner B, Silver M, Peach R C, Visone C, Kumer P, Lim O, Alon G, Chen C H, Bhagwat A R, Manurkar P, Vasilyev M, Annamalai M, Stelmakh N, Dutton Z, Guha S, Chen J, Silva M, Kelly W, Shapiro J F, Nair R, Yen B J, Wong F N C 2011 Proc. SPIE 8163 816305

    [11]

    Wang S, Ren Y C, Rao R Z, Miao X K 2017 Acta Phys. Sin. 66 150301 (in Chinese) [王书, 任益充, 饶瑞中, 苗锡奎 2017 物理学报 66 150301]

    [12]

    Yurke B, McCall S L, Klauder J R 1986 Phys. Rev. A 33 4033

    [13]

    Liu S, Jing J 2017 Opt. Express 25 15854

    [14]

    Fang Y, Jing J 2015 New J. Phys. 17 023027

    [15]

    Fang Y, Feng J, Cao L, et al. 2016 Appl. Phys. Lett. 108 131106

    [16]

    Breuer H P, Francesco P 2002 The Theory of Open Quantum Systems (Oxford: Oxford University Press) pp161-162

    [17]

    Carmichael H J 2003 Statistical Methods in Quantum Optics 1: Master Equations and Fokker-Planck Equations (Berlin: Springer Science and Business Media) p9

    [18]

    Fan H Y, Hu L Y 2010 The Thermal Entanglement Entangled-State Representation of Open Quantum System (Shanghai: Shanghai Jiao Tong University Press) p91 (in Chinese) [范洪义, 胡利云 2010 开放量子系统退相干的纠缠态表象论(上海: 上海交通大学出版社) 第91页]

    [19]

    Tatarskii V I 1971 Jerusalem: Israel Program for Scientific Translations 1971

    [20]

    Fante R L 1975 Proc. IEEE 63 1669

    [21]

    Fante R L 1980 Proc. IEEE 68 1424

    [22]

    Semenov A A, Vogel W 2009 Phys. Rev. A 80 201802

    [23]

    Vasylyev D Y, Semenov A A, Vogel W 2012 Phys. Rev. Lett. 108 220501

    [24]

    Rao R Z 2012 Modern Atmospheric Optics (Beijing: Beijing Science Press) pp433-442 (in Chinese)[饶瑞中 2012 现代大气光学 (北京: 科学出版社) 第433–442页]

    [25]

    Rao R Z 2005 The Propagation of Light in the Turbulent Atmosphere (Hefei: Anhui Science Press) pp180-183 (in Chinese) [饶瑞中 2005 光在湍流大气中的传播 (合肥: 安徽科学技术出版社) 第180–183页]

  • [1] 王书, 任益充, 饶瑞中, 苗锡奎. 大气损耗对量子干涉雷达的影响机理. 物理学报, 2017, 66(15): 150301. doi: 10.7498/aps.66.150301
    [2] 刘传龙, 郑亦庄. 纠缠相干态的量子隐形传态. 物理学报, 2006, 55(12): 6222-6228. doi: 10.7498/aps.55.6222
    [3] 田聪, 鹿翔, 张英杰, 夏云杰. 纠缠相干光场对量子态最大演化速率的操控. 物理学报, 2019, 68(15): 150301. doi: 10.7498/aps.68.20190385
    [4] 陈星, 夏云杰. 双模压缩真空态和纠缠相干态的一维势垒散射. 物理学报, 2010, 59(1): 80-86. doi: 10.7498/aps.59.80
    [5] 张晓燕, 王继锁. 相空间中对称的纠缠相干态及其非经典特性. 物理学报, 2011, 60(9): 090304. doi: 10.7498/aps.60.090304
    [6] 罗成立, 沈利托, 刘文武. 宏观场与环境作用过程中的纠缠突然死亡与突然产生. 物理学报, 2013, 62(19): 190301. doi: 10.7498/aps.62.190301
    [7] 杨 健, 任 珉, 於亚飞, 张智明, 刘颂豪. 利用交叉克尔非线性效应实现纠缠转移. 物理学报, 2008, 57(2): 887-891. doi: 10.7498/aps.57.887
    [8] 左小杰, 孙颍榕, 闫智辉, 贾晓军. 高灵敏度的量子迈克耳孙干涉仪. 物理学报, 2018, 67(13): 134202. doi: 10.7498/aps.67.20172563
    [9] 石名俊, 杜江峰, 朱栋培. 量子纯态的纠缠度. 物理学报, 2000, 49(5): 825-829. doi: 10.7498/aps.49.825
    [10] 李诗宇, 田剑锋, 杨晨, 左冠华, 张玉驰, 张天才. 探测器对量子增强马赫-曾德尔干涉仪相位测量灵敏度的影响. 物理学报, 2018, 67(23): 234202. doi: 10.7498/aps.67.20181193
    [11] 侯建平, 宁韬, 盖双龙, 李鹏, 郝建苹, 赵建林. 基于光子晶体光纤模间干涉的折射率测量灵敏度分析. 物理学报, 2010, 59(7): 4732-4737. doi: 10.7498/aps.59.4732
    [12] 杨珅, 荣强周, 孙浩, 张菁, 梁磊, 徐琴芳, 詹苏昌, 杜彦英, 冯定一, 乔学光, 忽满利. 基于Michelson干涉仪的高灵敏度光纤高温探针传感器. 物理学报, 2013, 62(8): 084218. doi: 10.7498/aps.62.084218
    [13] 任宝藏, 邓富国. 光子两自由度超并行量子计算与超纠缠态操控. 物理学报, 2015, 64(16): 160303. doi: 10.7498/aps.64.160303
    [14] 李志彬, 马宏亮, 曹振松, 孙明国, 黄印博, 朱文越, 刘强. 2μm波段高灵敏度离轴积分腔装置实际大气CO2测量. 物理学报, 2016, 65(5): 053301. doi: 10.7498/aps.65.053301
    [15] 蔡元学, 掌蕴东, 党博石, 吴昊, 王金芳, 袁萍. 基于Ⅲ-Ⅴ与Ⅱ-Ⅵ族半导体材料色散特性的高灵敏度慢光干涉仪. 物理学报, 2011, 60(4): 040701. doi: 10.7498/aps.60.040701
    [16] 逯丹凤, 祁志美. 高灵敏度集成光偏振干涉仪特性及生化传感应用研究. 物理学报, 2012, 61(11): 114212. doi: 10.7498/aps.61.114212
    [17] 钱仙妹, 朱文越, 饶瑞中. 伪部分相干高斯-谢尔模型光束在湍流大气中传播的闪烁孔径平滑效应. 物理学报, 2013, 62(4): 044203. doi: 10.7498/aps.62.044203
    [18] 王成志, 方卯发. 双模压缩真空态与原子相互作用中的量子纠缠和退相干. 物理学报, 2002, 51(9): 1989-1995. doi: 10.7498/aps.51.1989
    [19] 马欲飞, 何应, 于欣, 于光, 张静波, 孙锐. 基于中红外量子级联激光器和石英增强光声光谱的CO超高灵敏度检测研究. 物理学报, 2016, 65(6): 060701. doi: 10.7498/aps.65.060701
    [20] 刘堂昆, 王继锁, 柳晓军, 詹明生. 纠缠态原子偶极间相互作用对量子态保真度的影响. 物理学报, 2000, 49(4): 708-712. doi: 10.7498/aps.49.708
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-08
  • 修回日期:  2018-04-22
  • 刊出日期:  2019-07-20

大气闪烁对纠缠相干态量子干涉雷达影响机理

  • 1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院大气光学重点实验室, 合肥 230031;
  • 2. 中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 合肥 230026;
  • 3. 光电对抗测试评估技术重点实验室, 洛阳 471003
  • 通信作者: 任益充, rych@aiofm.ac.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11574295)和光电对抗测试评估技术重点实验室开放课题(批准号:GKCP2016002)资助的课题.

摘要: 介绍了量子干涉雷达物理模型及其探测原理,并采用耗散-涨落通道处理量子光场在湍流大气中的传输,从经典湍流统计理论推导得到大气透射率的概率密度分布函数P(T),以此为基础系统分析了大气闪烁效应对纠缠相干态量子干涉雷达的影响机理,深入讨论了平均大气透射率、闪烁指数等大气参数对系统目标探测性能的影响.研究发现:低损耗情况下系统灵敏度及分辨率性能随闪烁指数的增加而降低;高损耗情况下大气闪烁则能显著提高系统灵敏度和分辨率性能,且界定高低损耗的透射率临界点随脉冲光子数增加而增加,故大气闪烁能够在一定程度上克服大气损耗造成的不良影响.

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