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Ⅰ类自发参量下转换相关光子圆环的时间相关特性研究: 2016年; 基于自发参量下转换产生相关光子的定标方法具有基于客观物理效应、无需溯源的优点,有望成为未来光辐射定标技术发展的新趋势.目前利用该技术定标光子计数型探测器的最低不确定度为0.18%,仍有进一步提高定标精度的潜力.由于相关光子圆环具有高光子速率特性,能够显著提高定标过程中信号光和空闲光的光子速率.为了提高该方法定标精度及利用相关光子定标模拟探测器,研究相关光子圆环的时间相关特性具有非常重要的意义.本文理论计算了Ⅰ类自发参量下转换产生的宽谱段相关光子圆环出射角度的空间分布,使用ZEMAX光学设计软件设计了用于接收宽谱段(450—1000 nm)相关光子圆环并能够滤除抽运光的光学系统,利用微光相机拍摄到了光学系统接收的430—860 nm波段的相关光子圆环;搭建了双通道相关光子圆环时间相关特性测量系统,观测到了1 m W连续激光器抽运非线性晶体产生的685 nm和736.89 nm波段相关光子圆环对具有明显的符合峰现象,从实验上验证了Ⅰ类自发参量下转换产生的相关光子圆环具有时间相关特性.; 刘岩李健军高冬阳翟文超胡友勃郭园园夏茂鹏郑小兵; 关键词：光学设计

基于旋转波片的斯托克斯参量检测与精度分析被引量：5: 2016年; 用于偏振光学遥感器定标的参考光源,其偏振态的检测精度会直接影响偏振光学遥感器的定标精度,进而影响目标特性的反演水平。选用870 nm波段的水平线偏振光作为被测试的定标参考光源,通过旋转1/4波片(quarter-wave plate,QWP)对其光强进行调制。调制光强可表达为波片快轴旋转角度的傅里叶级数,采用傅里叶变换法反演出级数的系数,根据该系数即可计算出被测试光源的Stokes参量。给出10次测量各参量及偏振度的平均值、标准偏差、合成不确定度以及测量平均值与理论值的相对偏差。为提高测试精度,通过对波片快轴初始定位角度偏差Δα、延迟量偏差Δδ与检偏器透光轴角度偏差Δβ进行分析,提出了偏差修正模型。该模型通过Stokes参量检测偏差随Δδ和Δβ的变化趋势及实际偏差值,确定Δδ和Δβ的大小。结合模拟出的波片快轴初始定位角度偏差Δα,对实验装置加以调整,再次对光源的偏振态进行检测。结果表明,基于该修正模型测得光源的各Stokes参量与理论值最大偏差从未经修正的3.77%降低至1.41%。证实了基于本实验的原理、装置、测量方法及所提出的偏差修正模型可有效提高定标参考光源偏振态检测的精度。; 支丹丹李健军高冬阳袁银麟翟文超庞伟伟郑小兵; 关键词：分析仪偏振

参量下转换辐射定标技术研究进展: 2014年; 目前光学遥感器定标一般都需要建立高精度的初级标准,然后以一定的比较链传递到用户传感器,初级标准精度和标准传递环节是测量不确定度的主要来源。结合国内外近几年开展的参量下转换定标方法、理论和实验结果,指出参量下转换作为绝对辐射定标的标准光源和标准探测器的自身优势。根据参量下转换定标技术向实际应用发展的需要,介绍参量下转换辐射定标技术向宽波段、模拟探测器定标方面发展的必要性、技术难点和解决途径。; 李健军郑小兵李平付夏茂鹏高冬阳张伟; 关键词：遥感辐射定标

Ⅰ类非共线SPDC光谱分布数值模拟及实验研究被引量：5: 2013年; 针对近些年发展的相关光子定标方法在光学计量方面的应用需求,在理论上分析了Ⅰ类非共线自发参量下转换(SPDC)光谱的分布,并考虑完全相位匹配和相位失配两种情况下,355nm连续激光光源泵浦Ⅰ类非共线BBO晶体产生自发参量下转换信号光的分布曲线。数值模拟结果表明,这两种情况下,Ⅰ类非共线SPDC产生的光谱分布一致。最后设计了SPDC光谱分布测量实验,实验表明,Ⅰ类非共线SPDC光谱分布与数值模拟结果相同。; 李平付李健军夏茂鹏郑小兵; 关键词：自发参量下转换

Absolute Quantum Efficiency Calibration of Analog Detectors with Twin Photon Current被引量：1: 2017年; Correlated photon is exploited as a tool for absolute quantum efficiency calibration of photon detectors working in the photon-counting regime. We extend the method from photon-counting regime to the absolute calibration of analog regime photon detectors. A revised calibration module is proposed based on balance detection and fluctuation restrictions conditions applied to analog photon detectors. An absolute calibration experimental system is established. This method shows a relative standard uncertainty of 2.1% and a relative deviation of 1% compared with those of the typical photomultiplier quantum efficiency.; 高冬阳夏茂鹏李健军胡友勃郑小兵

基于相关光子多模式相关性的InSb模拟探测器定标方法被引量：2: 2015年; 利用基于参量下转换产生的相关光子可以实现"无溯源"的绝对定标.将该方法推广应用于模拟探测器定标的过程中,获取两路模拟光电流信号的有效相关信息是主要难点.在相关光子的多模式相关性理论模型的基础上,提出了一种新的光电流处理方案.通过将某一时刻采集到的光电流所包含的电荷量转换为等效光子计数,采用双光路平衡探测和双通道数据波动校正的技术思路,开展了红外模拟探测器量子效率定标验证实验研究.利用532 nm单波长激光器为抽运源、PPLN晶体为非线性晶体,在25?C工作温度下获取了631和3390 nm的相关光子对,定标了In Sb红外模拟探测器在3390 nm处的绝对功率响应度.结果表明,对In Sb模拟探测器的合成不确定度为7.785%.根据量子效率与绝对功率响应度之间的函数关系,所得定标结果与国内计量单位的校准结果的相对偏差为3.6%.利用多模式相关性在模拟信号下实现红外模拟探测器的绝对功率响应度定标在国际上暂无此方面的报道,该方法验证了应用多模式相关性理论开展模拟探测器定标方法的可行性,对于探索基于相关光子的定标技术和拓宽辐射定标应用领域具有重要意义.; 夏茂鹏李健军高冬阳胡友勃盛文阳庞伟伟郑小兵; 关键词：定标

基于相关光子定标光电探测器量子效率的基本模型: 2014年; 相关光子是由强激光泵浦非线性晶体的自发参量下转换效应产生的。从两方面阐述了对探测器量子效率的定标,包括光子计数型探测器和模拟探测器。针对每一方面详细地介绍了目前主流的定标方案,并给出了详细的理论表达式及实验方案。根据理论分析其优点及缺点,并与传统的定标方法进行比较。重点对模拟探测器量子效率的定标在不同方案下的应用范围及表达式进行归纳,总结了探测器定标的最新进展,分析了这些方法的基本思想。提出下一步研究方向及可实现的方法,展望该领域的发展前景。; 夏茂鹏李健军高冬阳郑小兵; 关键词：量子效率

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国家自然科学基金(11204318)

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