课程简介:本课程介绍量子力学的基础,特别关注量子系统控制的基本原理。量子力学的实验基础。叠加原理、薛定谔方程、特征值和时间相关问题、波包、相干态;不确定性原理。一维问题:双阱势、隧穿和共振隧穿;WKB 近似。厄米算子和期望值;时间演化和汉密尔顿量、交换规则、微扰理论、转移矩阵和变分方法。晶体、布洛赫定理、超晶格。角动量、自旋、泡利矩阵和泡利方程。光与二能级系统的相干相互作用。电磁场的量化、自发和受激发射;腔 QED 元素;量子比特、纠缠、隐形传态、贝尔不等式。
CCD - 电荷耦合器件 CCTV - 闭路电视 CMOS - 互补金属氧化物半导体 EMC - 电磁兼容性 FIFO - 先进先出 FOV - 视场 FPGA - 现场可编程门阵列 FPS - 每秒帧数 GUI - 图形用户界面 I 2 C - 集成电路间 iLCC - 无引线芯片载体 IO - 输入输出 KTH - 皇家技术大学 LASER - 受激发射光放大 LED - 发光二极管 LISA - 迷失空间算法 LVTTL - 低压晶体管-晶体管逻辑 MP - 百万像素 PCB - 印刷电路板 SEU - 单粒子翻转 SOC - 片上系统 SPI - 串行外设接口 SPP - 空间与等离子体物理学 UART - 通用异步接收器/发射器 USB - 通用串行总线 VHDL -(超高速集成电路)硬件描述语言
19 世纪末和 20 世纪初,现代光理论诞生,这要归功于瑞利勋爵(NPL 的早期支持者)、普朗克和爱因斯坦的工作。爱因斯坦发现受激发射,最终导致了激光的发明和应用,从 20 世纪 50 年代一直延续到现在。20 世纪 70 年代初,我在斯坦福大学做博士后时,激光物理学的元老 Art Schawlow 的办公室门上挂着一幅科幻漫画,题为“不可思议的激光”,但 Art 的注释是“要了解可靠的激光,请看内部!”NPL 自可靠激光诞生以来一直在研究和开发它们:从早期使用复杂的频率链测量光速,从可见激光到红外设备再到微波原子频率标准,再到使用车载激光研究大气污染的开创性工作,以及目前大规模使用激光冷却原子和离子进行时间标准和量子技术的努力。
19 世纪末和 20 世纪初,现代光理论诞生,这要归功于瑞利勋爵(NPL 的早期支持者)、普朗克和爱因斯坦的工作。爱因斯坦发现受激发射,最终导致了激光的发明和应用,从 20 世纪 50 年代一直延续到现在。20 世纪 70 年代初,我在斯坦福大学做博士后时,激光物理学的元老 Art Schawlow 的办公室门上挂着一幅科幻漫画,题为“不可思议的激光”,但 Art 的注释是“要了解可靠的激光,请看内部!”NPL 自可靠激光诞生以来一直在研究和开发它们:从早期使用复杂的频率链测量光速,从可见激光到红外设备再到微波原子频率标准,再到使用车载激光研究大气污染的开创性工作,以及目前大规模使用激光冷却原子和离子进行时间标准和量子技术的努力。
19 世纪末和 20 世纪初,现代光理论诞生,这要归功于瑞利勋爵(NPL 的早期支持者)、普朗克和爱因斯坦的工作。爱因斯坦发现受激发射,最终导致了激光的发明和应用,从 20 世纪 50 年代一直延续到现在。20 世纪 70 年代初,我在斯坦福大学做博士后时,激光物理学的元老 Art Schawlow 的办公室门上挂着一幅科幻漫画,题为“不可思议的激光”,但 Art 的注释是“要了解可靠的激光,请看内部!”NPL 自可靠激光诞生以来一直在研究和开发它们:从早期使用复杂的频率链测量光速,从可见激光到红外设备再到微波原子频率标准,再到使用车载激光研究大气污染的开创性工作,以及目前大规模使用激光冷却原子和离子进行时间标准和量子技术的努力。
19 世纪末和 20 世纪初,现代光理论诞生,这要归功于瑞利勋爵(NPL 的早期支持者)、普朗克和爱因斯坦的工作。爱因斯坦发现受激发射,最终导致了激光的发明和应用,从 20 世纪 50 年代一直延续到现在。20 世纪 70 年代初,我在斯坦福大学做博士后时,激光物理学的元老 Art Schawlow 的办公室门上挂着一幅科幻漫画,题为“不可思议的激光”,但 Art 的注释是“要了解可靠的激光,请看内部!”NPL 自可靠激光诞生以来一直在研究和开发它们:从早期使用复杂的频率链测量光速,从可见激光到红外设备再到微波原子频率标准,再到使用车载激光研究大气污染的开创性工作,以及目前大规模使用激光冷却原子和离子进行时间标准和量子技术的努力。
19 世纪末和 20 世纪初,现代光理论诞生,这要归功于瑞利勋爵(NPL 的早期支持者)、普朗克和爱因斯坦的工作。爱因斯坦发现受激发射,最终导致了激光的发明和应用,从 20 世纪 50 年代一直延续到现在。20 世纪 70 年代初,我在斯坦福大学做博士后时,激光物理学的元老 Art Schawlow 的办公室门上挂着一幅科幻漫画,题为“不可思议的激光”,但 Art 的注释是“要了解可靠的激光,请看内部!”NPL 自可靠激光诞生以来一直在研究和开发它们:从早期使用复杂的频率链测量光速,从可见激光到红外设备再到微波原子频率标准,再到使用车载激光研究大气污染的开创性工作,以及目前大规模使用激光冷却原子和离子进行时间标准和量子技术的努力。
在胶体纳米晶体中,2D 纳米片具有一组独特的特性,具有极窄的发光和低激光阈值。此外,它们的各向异性形状扩大了异质结构复杂设计的范围,可以设计光谱和散射率。仍然存在的挑战是将使 NPL 稳定的壳生长与光谱可调性结合起来。事实上,由于量子限制的损失,大多数报道的带壳纳米片最终都成为红光发射体。在这里,探索了单个异质结构内横向和平面限制的组合。生长出一种能够发射黄光的 CdS/CdSe/CdS/CdZnS 核-冠-冠壳结构,该结构可响应各种激发,包括可见光子、X 射线光子、电子束和电激发。k.p 模拟预测,在理想结构中可以获得高达几百 meV 的发射可调性。这种材料还显示出由低阈值双激子发射引起的受激发射。一旦集成到 LED 堆栈中,这种材料就与亚带隙激发兼容并表现出高亮度。还研究了通过缩小像素尺寸来缩放电致发光特性。
热力学中最重要的问题之一是如何将热能转化为功。对于这样的任务,存在许多经典的发动机,例如蒸汽机或汽油发动机。这些想法也推广到量子系统。在这个主项目中,由热浴和冷浴耦合驱动的三能级微波激射器被量化。三能级微波激射器是量子热机 (QHE)。从经典热机中提取功的通常是移动活塞。但在这种情况下,它是一个驱动场。1916 年,阿尔伯特·爱因斯坦已经讨论了光与物质相互作用的三种方式(自发辐射、吸收和受激发射)[2]。在 Scovil 和 Schulz-DuBois 1959 年的论文 [5] 中,他们研究了激光是否是热机。在这篇论文中,他们使用微波激射器作为将热量转化为相干辐射的装置,因为热量可以引起粒子数反转。在他们的热力学分析中,他们使用了单原子激光器。他们为新兴的量子热力学理论奠定了基础。在实践中以及在计算中,两个不同的热源都是必要的。高温热源可以通过快速准确地估计传播微波模式的热占有来实现 [4]。
摘要:荧光共聚焦激光扫描显微镜 (LSM) 是生命科学研究中最常用的工具之一。得益于专为 LSM 定制的单光子阵列探测器,LSM 的普及度有望进一步提升。这些探测器提供独特的单光子时空信息,为温和定量的超分辨率成像开辟了新的视角。然而,完美地记录这些信息对显微镜数据采集 (DAQ) 系统提出了重大挑战。我们提出了一个基于数字频域原理的 DAQ 模块,能够记录光子的基本空间和时间特征。我们使用该模块扩展基于单光子雪崩二极管 (SPAD) 阵列探测器的现有成像技术(例如荧光寿命图像扫描显微镜)的功能。此外,我们使用该模块引入了一种强大的多物种方法,该方法在时间域中对荧光团激发光谱进行编码。最后,我们将时间分辨的受激发射损耗显微镜与图像扫描显微镜相结合,从而提高了空间分辨率。我们的研究结果证明了,只需添加一个SPAD阵列探测器和定制的数据采集系统,传统的荧光激光扫描显微镜就能转变为一个简单、信息丰富的超分辨成像系统。我们期待着先进的单光子成像技术的蓬勃发展,从而有效地利用每个光子中编码的所有样本信息。