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光子反冲光谱学:系统偏移与非经典增强
摘要: 在光子反冲光谱学中,如Hempel等人[C. Hempel等,《自然·光子学》7卷630页(2013年)]和Wan等人[Y. Wan等,《自然·通讯》5卷3096页(2014年)]所示,信号源自光谱照明对囚禁离子运动产生的反冲效应。该方法利用离子晶体中声子检测的极高效率,因此特别适用于具有宽非循环跃迁的物种——这类物种的荧光光子检测难以实现。本文基于声子模式维格纳函数的???普朗克方程,建立了描述光子反冲光谱学的理论模型。该模型正确解释了实验中观测到的多普勒加热与冷却导致的系统频移。此外,我们研究了通过制备和检测声子模式非经典态来增强光谱灵敏度的量子计量方案。
关键词: 维格纳函数、量子计量学、多普勒效应、非经典态、???普朗克方程、囚禁离子、光子反冲光谱学
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE 2018年国际室内定位与室内导航会议(IPIN) - 法国南特(2018.9.24-2018.9.27)] 2018年国际室内定位与室内导航会议(IPIN) - 基于高精度光电声BPSK-CDMA测距的移动物体跟踪
摘要: 基于超声波和红外的光声室内定位系统,可用于复杂手工工业装配与搬运流程(如涂胶或密封材料应用)中工具及手部动作的追踪。但该系统需在多普勒效应与噪声干扰下,实现对运动状态下多个目标对象的同步定位。既往研究聚焦于采用Gold码的码分多址(CDMA)环境下振幅键控(ASK)调制方法,用于静止物体的单边测距。本文创新点在于采用二进制相移键控(BPSK)调制方法,并引入多普勒效应抑制算法处理运动物体。该算法通过捕获与跟踪双步骤实现实时运算,且BPSK能持续提供相位信息用于多移动发射器的精确定位,对建模误差与噪声具有更强鲁棒性。实验展示了同时追踪四个不同速度(最高0.54米/秒)移动物体的单边测距结果,证实相比未考虑多普勒效应的ASK-CDMA及BPSK-CDMA方案,具备多普勒抑制功能的BPSK-CDMA系统(平均误差低于6.9毫米)具有显著优势。
关键词: 多普勒效应、飞行时间、距离测量、BPSK、超声波、定位、码分多址、室内定位
更新于2025-09-09 09:28:46
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多频离散光声显微镜
摘要: 光声(光热)传感采用瞬态能量照射,通常使用时域方法通过纳秒级光子脉冲实现。然而,产生高能短光子脉冲需要复杂的激光技术,这导致脉冲重复频率(PRF)较低,并限制了同时可用于光谱成像的波长数量。为避免时域工作的局限性,我们开发了频域光声显微镜(FDOM),通过多个离散频率调制光强。我们将FDOM与多光子显微镜集成到混合系统中,研究了图像形成与调制频率的关系,展示了从仿体到活体样本中随调制频率增加而提升的高保真成像效果,并发现了多频率光声测量中的冗余性。实验证明,由于高重复频率特性,FDOM使用常见激光二极管即可达到与时域方法相当的信噪比。此外,我们通过实验验证了离散调制频率频域实现的多种优势:包括以不同调制频率同步实现双波长照射、基于光声多普勒效应的微流控芯片及活体血流测量等。我们还探讨了FDOM如何通过发挥频域工作优势,重新定义光声成像的可能性。
关键词: 多普勒效应、频域、多光子显微镜、光声显微镜、微循环血流
更新于2025-09-04 15:30:14