Moku 集成式量子测控：软件定义仪器赋能量子传感与量子计量随着量子科学的快速发展，原子系统在时间、频率与场强等物理量测量中所展现的优异精度与稳定性越来越受到研究人员的重视。从基础物理的研究，到导航、通信等应用，基于原子系统的量子传感与计量正逐步成为推动科研和工程前沿的“精密引擎”。然而，从理论到实践并非易事：激光频率漂移、系统固有噪声、时序误差以及测试测量设备间的不同步，常常限制着实验性能的上限。本文聚焦于如何利用原子系统实现高精度量子传感与计量，并系统性探讨相关领域所面临的核心技术挑战以及对测试测量设备的需求。我们进一步展示了 Moku这种基于 FPGA 的测控一体化设备如何通过高集成度、 ...
超导纳米线光子数分辨探测器：开启量子通信与传感的新纪元近年来，随着量子通信、激光雷达（LiDAR）和单光子成像等技术的飞速发展，对高性能单光子探测器的需求日益迫切。特别是在光子数分辨（Photon-Number-Resolving, PNR）能力方面，传统单光子探测器存在明显短板。文中提出并验证了一种基于并行超导纳米线结构的光子数分辨探测器，为高灵敏度、高速度、低噪声的单光子探测提供了全新解决方案。一、从“有无”到“多少”：光子数分辨的技术挑战与意义传统单光子探测器（如SPAD）仅能判断“是否有光子到达”，无法区分光子数量。这在高动态范围、高背景噪声或量子态重构等应用中成为关键瓶颈。光子数分辨 ...
一种多能量软X射线（SXR） 针孔相机在对称环面（MST）中的设计与测试1.简介本文重点介绍的是一款多能量（ME）软X射线（SXR）针孔相机系统。本系统由普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）、威斯康星大学麦迪逊分校物理系与东京大学合作，为麦迪逊对称环面（MST）反向场缩颈（RFP）装置联合开发。该新型诊断技术的核心优势在于：可同步测量多个能量范围的X射线发射率，直接推断核心电子温度（Te）和杂质密度（nZ）的空间分布特征，且无需依赖等离子体轮廓先验假设、磁场重建约束、高密度限制或逐次测量可重复性要求。2、方法学本系统设计目标是监测所有MST放电场景中中等Z杂质辐射在多能量范围的径向时间演化。 ...
啁啾体布拉格光栅（CBG）：超精细量子位控制技术中的新方案随着量子计算、量子模拟和精密测量等领域的快速发展，高保真度的量子位操作成为实现大规模量子信息处理的关键。超精细原子态作为量子比特的编码载体，因其长相干时间和可控性而备受青睐。然而，传统的量子位驱动方法（如微波直接驱动或双激光Raman过渡）在扩展性和稳定性上面临挑战。近年来，啁啾体布拉格光栅（Chirped Bragg Grating, CBG）作为一种新型色散光学元件，通过高效地将相位调制转换为幅度调制，为超精细量子位的Raman驱动提供了革命性的解决方案。本文基于前沿研究论文（文章1-《Dispersive optical syst ...
锁相相机在单粒子超快光谱上的应用前言锁相相机在单粒子超快光谱研究中展现出显著优势，主要包括以下方面：1.光谱检测的多路复用能力：锁相相机的像素阵列设计使其能够在单次测量中同步采集多个波长的瞬态信号，无需像单元件光电二极管那样逐波长进行连续测量。2.同步捕捉多动态过程：凭借其光谱检测的多路复用能力，锁相相机能够同步捕捉单个纳米颗粒在超快激光激发后的多种动态过程。3.高灵敏度检测：虽然锁相相机的灵敏度略低于单元件光电二极管，但已足够记录高质量的光谱分辨泵浦-探测测量数据。4.实现时间分辨瞬态光谱的单次测量：将锁相相机集成到时间分辨瞬态透射显微镜中，实现了对单个金纳米盘瞬态透射光谱的单次测量。这种单 ...
Moku升级实时计算并显示g(2)二阶关联函数及新活动更新摘要Moku时间间隔与频率分析仪（TFA）功能进一步升级，在时间间隔测量精度与检测配置灵活性方面实现显著提升。全新版本支持实时计算并可视化显示g(2)二阶关联函数，为量子光学、单光子探测及相关前沿研究提供更高效、直观的测量手段。在本应用笔记中，我们将概述二阶关联函数及其物理意义。随后，我们将介绍如何使用Moku 时间间隔与频率分析仪进行配置并采集数据，说明如何使用其内置新增的分析功能来计算二阶关联函数。zui后，我们将演示两种不同的计算方法，并展示两者结果具有良好一致性。1.背景介绍经典光源与量子光源具有广泛用途，既可覆盖量子光学、量子 ...
多通道锁相放大器在穆勒矩阵测量中的应用1锁相放大器的基本原理锁相放大器（Lock-In Amplifier）是一种能够从噪声中提取微弱信号的高精度仪器，广泛应用于信号测量和光学实验中。其工作原理基于与参考信号同步解调。具体来说，锁相放大器能够在已知频率的参考信号的帮助下，从复杂的输入信号中提取出与参考信号频率匹配的信号成分，去除背景噪声。2. 偏振态与穆勒矩阵偏振态是描述光波振动方向的物理量，它表征了光波的不同特性，如光波的振动方向、振幅和相位。光的偏振态可以通过斯托克斯参数来描述，这些参数定义了光波的偏振度和偏振方向。常见的偏振态包括：线性偏振光和圆偏振光。穆勒矩阵是一个 4×4 的矩阵，用 ...
可见光到近红外光谱区SiN集成光子元件摘要：在本文中，我们介绍表征SiN集成组件的实验设置的结构和设计，简述了可见光到近红外光谱区的SiN集成光子元件中的应用。本研究强调氮化硅（SiN）是开发可见光至近红外范围内量子光子集成电路（QPICs）的理想材料。已经设计、制造和测试了各种集成的基于sinc的构建模块，展示了低插入损耗和高效率的先 进性能。采用精确的工艺，包括LPCVD沉积和定制蚀刻技术，制备了氮化硅（SiN） PICs，以实现750 nm的单模波导。光学表征在很大程度上依赖于FYLA SCT500超连续激光作为光源。这使得测量宽光谱响应（650-850 nm）具有高精度[图1]。输入偏 ...
量子计算610μm长程传输：解析6,100个原子阵列背后的G&H AOD随着2025年“国际量子科学与技术年”正式落入时间长河，量子力学的百年辉煌完成了历史性的接力。步入2026年，量子科学的热度有增无减，随着全qiu投资激增和关键技术突破的双重驱动下持续升温。而量子计算机更是其中创新zui为活跃的前沿阵地，并且多个技术路线并行发展，离子阱、中性原子、光量子、超导、硅基半导体各显神通，在不同应用场景下形成互补格局，推动从实验室验证迈向产业化的关键跃迁。但是随着量子比特数量的不断扩展，如何实现对每个独立量子比特的高保真度和高速度的光学操作正成为一个问题。在2025年秋季Optics.or ...
宽谱可调谐光源技术全景：原理、选型与前沿应用指南1. 波长可调谐光源：驱动前沿科学与工业创新的核心引擎在光谱学、生物成像、半导体检测、量子技术等诸多前沿领域中，获取特定波长的激发光或探测光是实验成功的关键。传统的固定波长光源（如单一激光器或LED）往往难以满足多参数、多通道、高灵活性的测量需求。可调谐光源的出现，恰好解决了这一核心难题——它赋予研究人员前所未有的自由度，能够根据实际需要，连续或离散地选择输出波长，从而实现更灵活、更精确、更高效率的光学调控。根据波长调谐的实现方式，当前的可调谐光源主要分为三大技术路线：组合式（宽谱光源与滤波器件结合）、自调谐（光源本身具备波长调谐能力）以及波长切 ...
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