中国科学技术大学
博士学位论文
纠缠光子的制备和应用
姓名：牛孝灵
申请学位级别：博士
专业：光学
指导教师：郭光灿;黄运锋
20090401摘要
摘要
量子信息科学是量子力学和信息科学结合的产物，自上世纪末出现以来，就
吸引了众多物理学者的目光．在量子信息学中，量子纠缠无疑是其区别于经典信
息学的重要特征之一，是量子信息过程中不可或缺的资源，在量子密码术、量子
通信、量子计算中都起到非常重要的作用．
光量子信息处理方法作为一种量子信息处理方法，因纠缠光子的易制备和
易操控的优点而广为人们所使用．然而，随着量子信息理论的发展，人们所关注
的对象从两量子比特发展到多量子比特，相应的，光量子信息处理的领域也从双
光子发展到多光子．本博士论文从制各适用于多光子量子信息处理实验的飞秒
脉冲泵浦高亮度双光子纠缠源开始，主要完成了光子纠缠态制备、度量、干涉等
以下几个工作：
１．自发参量下转换过程制备高亮度的偏振纠缠光子源
纠缠光子对是光学量子信息处理过程中最为重要的资源，而高亮度的纠缠
光子则是多量子比特光学量子信息处理过程中必不可少的．我们在实验上利用Ｂｅ栅．Ｉｉｋｅ方法制备出了双光子偏振纠缠态，其亮度大约是同行在同等泵浦条件
下的三倍．该纠缠源的高保真度和高亮度，使得许多需要多光子资源的量子信息．过程的实现成为可能．它可以大大降低六光子实验的实现难度，并为八光子实验
提供可能．
２．提出一种使用随机产生的双光子纠缠光源制备可预知多光子纠缠源的方
案
在目前的实验条件下，能够制备的双光子纠缠光源多具有随机性（例如
ＳＰＤＣ过程）．要想知道纠缠态是否产生，必须要对制备的态进行测量．这对一
些多光子实验将产生非常严重的影响，因此，能够先验地得知纠缠态何时产生
而不需要对态进行任何破坏性测量的可预知纠缠态制备就具有非常重要的意义．
我们提出了一种使用Ⅳ＋１个ＳＰＤＣ源和线性光学元件来制备Ⅳ光子可预知
ＧＨＺ型偏振纠缠态的方案，对Ⅳ＋２个理想的可分辨光子数计数器进行时间符
２０１３，４２（２） 毛俊峰，李可欣．银纤维的制备和应用 １９
１．２除臭性 银纤维在使用过程中，能够对大多数细菌起 到杀灭和抑制繁殖作用。银纤维中的银能使细菌内
外的蛋白质凝固，从而抑制细菌的生物活性。人在
多汗的情况下，脚上的细菌大量繁殖并分解角质蛋 白，加上汗液中尿素和乳酸的作用就会产生脚气，
而银纤维表面的银离子能非常迅速地将阿摩尼亚及
变质的蛋白质吸附其上而降低或消除臭味同。可喜 的是，在最易滋生病菌的温暖、潮湿的环境中，银 离子的活性也愈发强盛。 １．３抗静电性
衣服和装饰用纺织品在穿着和使用过程中很 容易产生静电。静电对于棉纺厂、矿厂、手术室甚
至飞机等很多场合都有很大的隐患，如有不慎就会 酿成大祸。据报道，人体衣物上产生的可感静电电
压就有３ ５００ Ｖ，可听和可视静电电压分别达到
４ ５００ Ｖ和５ ０００ Ｖ，衣物上通常会存储３ ０００ Ｖ静 电电压，而人体安全电压却仅为３０ Ｖ用。
银纤维具有很好的导电性，如表１所示。常见
金属中，银的导电性最强，即具有很好的抗静电能 力。研究表明：混纺纱中掺入质量分数０．５％的银 纤维即可大大提高纤维的导电性能。
裹１常见金鹚的电阻率及电阻温度系数 物质 电阻 ｌＯ ｎ・ｍ 电阻温度系数，℃ 银 １．５８６０ ０．００３８Ｏ（２ｏ℃） 铜 １．６７８Ｏ ０．００３９３（２０℃） 金 ２．４０００ ０．００３２４（２０℃ 铝 ２．６５４８ ０．００４２９（２０℃１ 镁 ４．４５００ ０．０１６５０（２０ ｃ１ 锌 ５．１９６０ ０．００４１９ ｆ０￣１００℃） 铁 ９．７１００ ０．００６５１（２０ ） 铅 ２０．６８４０ ‘ ０．００３ ７６（２０－４０℃、
１．４导热性及热量反射性
当外界环境温度大于人体自身温度的时候，
人体往往会自发的散热，但一般由于身上的衣物具 有阻隔作用，所以达不到人们理想的效果。所以在
特种功能服装的设计中，往往从织物导热性和透气 性两方面入手。银是元素周期表中导热性最好的元
硅烷的制备和应用
硅烷是一种无色、与空气反应并会引起窒息的气体。该气体通常与空气接触会引起燃烧并放出很浓的白色的无定型二氧化硅烟雾。它对健康的首要危害是它自燃的火焰会引起严重的热灼伤，如果严重甚至会致命。如果火焰或高温作用在硅烷钢瓶的某一部分会使钢瓶在安全阀启动之前爆炸。如果泄放硅烷时压力过高或速度过快会引起滞后性的爆炸。泄漏的硅烷如没有自燃会非常危险，不要靠近。处理紧急情况的人员必须要有个人防护设备和适应当时情况的防火保护。不要试图在切断气源之前灭火。
在反应瓶和加料漏斗里分别装入1.14g LiAlH4于70mL乙醚中的溶液和2.30mL SiCl4于50mL乙醚中的图硅烷的制备装置溶液。在整个合成过程中，把冷浴和指型冷却管分别保持在-15～-20℃和-78.5℃。将仪器抽空后，乙醚开始回流，此时必须要注意避免过多的骤沸。然后，将靠近反应装置的U形管接收器冷却到-95℃(用甲苯冻膏)，其余四个接收器冷却到-196℃(液氮)。在搅拌下，用15min将SiCl4+乙醚溶液加入到LiAlH4悬浮液中。为了避免乙醚剧烈回流，使甲硅烷连续地以中等速度分出。调节反应器和真空管路之间的玻璃活塞便可以容易地控制反应速度。将SiCl4加完后，继续搅拌15～20min，以保证反应完全。在此期间，将反应器和真空系统切断以免乙醚逃逸过多。当甲硅烷从真空系统排净之后，将空气通入反应器，拆开真空系统。
硅烷气是太阳能电池生产过程中不可或缺的材料，因为它是将硅分子附着于电池表面的最有效方式。在高于400℃的环境下，硅烷气分解成气态硅和氢气。氢气燃烧后，剩下的就是纯硅了。此外，硅烷气可以说是无处不在。除了光伏产业外，还有很多制造工厂需要用到硅烷气，如平板显示器、半导体、甚至镀膜玻璃生产厂。
聚四氟乙烯的制备和应用
1. 聚四氟乙烯的简述
随着社会文明的进步和科学技术的发展，材料化学也在日新月异地发展，许多新型的无机材料越来越多地被使用在日常生活中。聚四氟乙烯（PTFE）作为一种新型的无机非金属材料，在人们的生活和生产实践中起着举足轻重的作用。
四氟乙烯（TFE）的发现首先是被用于冰箱的制冷剂。1938年4月6日，杜邦公司（Do Pont）的研究员Plunkett和他的助手首次从装有TFE的钢瓶中得到了粉末状的聚四氟乙烯（PTFE），引起杜邦公司的重视，并探索其聚合条件及材料的性能和应用前景。在第二次世界大战中，PTFE以其优异的性能被列为军需品，同时其专利也被保护起来。直到1946年JAC才报导了杜邦公司在聚四氟乙烯的研究工作，同时美国专利局批准了多项专利。
聚四氟乙烯的性能特点主要有耐高低温性、耐化学腐蚀和耐候性、摩擦系数低、优异的电气绝缘性、自润滑性和非粘附性等众多优良品质，因此聚四氟乙烯被用于防腐材料、无油润滑材料、电子设备的高级介质材料、医学材料、防粘材料等。虽然PTFE材料具有其它材料无法替代的优异性能，但是本身也存在着一定的缺点，例如：难熔融加工性、难焊接性和冷流性。随着材料应用技术的不断发展，这些缺点正在逐渐被克服，从而使它在石油化工、电子、医学、光学等多种领域的应用前景更加广阔。
2. 聚四氟乙烯的制备
聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的，用以分散反应热，并便于控制温度。聚合一般在40～80℃，0.3～2.6MPa压力下进行，可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂，也可以用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂，例如全氟辛酸或其盐类。聚四氟乙烯的聚合方法包括本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合( 亦称分散聚合) 等，工业生产中主要采用悬浮聚合和乳液聚合。
