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受飞行里德伯自旋控制的光学涡旋非互易传播

王奕璇，刘一谋，吴金辉

物理学报, 2026, 75(4):040403

doi: 10.7498/aps.75.20251375

cstr: 32037.14.aps.75.20251375

自旋原子团与里德伯原子系综通过位置依赖的非共振偶极交换相互作用相耦合，构成具有偶极交换诱导透明的复合量子系统。飞行自旋原子团与目标里德伯原子系综具有宏观相对运动，诱导目标里德伯原子系综产生光学非互易性。涡旋光束不仅携带轨道角动量且具有复杂的三维空间结构，其与位置依赖的相干原子系统的耦合有望展现出新颖的物理现象。本文深入探讨了受飞行自旋原子团控制的里德伯原子系综中涡旋光束非互易传播的动态调控。通过分步傅里叶传播方法，对探测光束在系综中的空间演化进行了详细分析，结果表明自旋原子团运动速度以及探测场失谐是影响涡旋光束非互易性的关键因素。通过对二者进行协同调节，可以灵活控制涡旋光束二维波阵面经非互易传输后的强度和相位分布。本研究不仅拓宽了非互易光学器件设计和优化思路，同时指出此类光学非互易调控可作为二维涡旋光束整形的潜在技术手段，在光信息处理和量子通信等领域具有潜在应用价值。

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基于铌酸锂波导的中红外纯态量子光源

黄宇航，王东周，柯少林，金锐博

物理学报, 2026, 75(4):040602

doi: 10.7498/aps.75.20251398

cstr: 32037.14.aps.75.20251398

中红外量子光源在气体传感和红外热成像等领域具有广阔的应用前景。然而，目前常用的中红外量子纠缠光源主要依赖块状周期极化铌酸锂(periodically poled lithium niobate，PPLN)晶体，其亮度和集成度均存在不足。本文提出了一种基于铌酸锂薄膜波导的理论方案，利用1556.9 nm泵浦产生中心波长为3113.8 nm的纠缠光子对。通过合理的波导结构设计与周期极化设计，实现了Ⅱ型相位匹配与群速度匹配，使得横电(transverse electric，TE)偏振泵浦入射时能够下转换产生TE偏振与横磁(transverse magnetic，TM)偏振的光子对。进一步地，结合域排列算法对PPLN波导的极化方向进行定制化设计，可实现精确的相位匹配，从而获得纯度高达0.999的量子光源，亮度可以达到6.18×10⁶ cps/mW，相比块状PPLN晶体光源亮度提升3个数量级。本研究有望为中红外波段实现高亮度、高纯度的片上量子光源提供解决方案。

图1 波导模式和色散关系   (a) PPLN波导的横截面示意图，其中ω₁ = 4070 nm，h₁ = 1.5 μm，h₂ = 2.3 μm，θ = 65°；(b) TE，TM模式的色散曲线；(c) 泵浦光和下转换光的模场图，箭头表示偏振方向

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基于连续变量纠缠态的多用户量子隐形传态网络分析

闫捷利，闫智辉，贾晓军

物理学报, 2026, 75(4):040601

doi: 10.7498/aps.75.20251373

cstr: 32037.14.aps.75.20251373

量子隐形传态可以实现未知量子态在用户之间的安全传递，是量子信息科学中的关键技术。连续变量纠缠态光场能够用于构建量子隐形传态网络，扩展城域范围量子隐形传态的用户数。本文分析了基于三种连续变量纠缠态(EPR纠缠态、GHZ纠缠态和线性cluster纠缠态)的量子隐形传态网络方案。结果表明，由于不同类型纠缠态具有不同的关联特性，这些量子隐形传态网络在量子隐形传态的保真度、传输距离和压缩资源消耗量等方面各具优势。该研究可以为多用户的城域量子隐形传态网络提供参考。

图2 基于(a)多组EPR纠缠态、(b) 1组GHZ纠缠态和(c)多组线性cluster纠缠态构建N用户纠缠网络，同一颜色的线段所连接的用户之间共享同一组纠缠态，每一组EPR纠缠态连接两个用户，每一组GHZ纠缠态和cluster纠缠态连接N个用户

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铁基非晶合金微观结构与磁性的关联性

刘小榕，李康源，李茂枝

物理学报, 2026, 75(4):040708

doi: 10.7498/aps.75.20251598

cstr: 32037.14.aps.75.20251598

铁基非晶合金因高饱和磁化强度、高磁导率、低矫顽力和低损耗等优异的软磁性能而持续受到广泛关注。然而，目前针对非晶合金磁性的理论研究仍不完善，铁基非晶合金磁性能的结构本源尚未厘清，常难以充分解释其磁性行为。本文简要总结了近年来实验与计算研究中铁基非晶结构与软磁性能，尤其是饱和磁化强度的关联机制等的研究进展。已有的研究工作主要集中在不同元素如何影响铁基非晶合金的电子结构、磁矩、饱和磁化强度等，缺乏对局域原子结构包括短程序、中程序结构影响磁矩等磁性能的微观机理的深入探索。本文试图为进一步系统地探索铁基非晶合金软磁性能的微观机理厘清研究思路。

图6 Fe₇₆Si₉B₁₀P₅合金在不同等温退火过程中原子演化的示意图，玻璃I，II，III代表在不同退火条件下退火过程中演化出的3种非晶态，图中的势能超平面示意了不同玻璃类型的变化趋势^[51] 

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质子传导增强的CMC-Na/MOF-801/PPY用于高灵敏、快响应的湿度传感

吴可，何青芯，刘海顺

物理学报, 2026, 75(4):040803

doi: 10.7498/aps.75.20251427

cstr: 32037.14.aps.75.20251427

高性能湿度传感器由于在半导体制造、智慧农业、仓储、健康监测等领域具有重要应用而受到广泛关注，要求传感器具有宽监测范围、高响应值、小湿滞、快响应恢复和优异的长期稳定性。本文通过原位聚合法构筑得到了一种质子传导增强的CMC-Na/MOF-801/PPY湿敏材料和阻抗型湿度传感器。由于存在连续的氢键网络，湿敏材料的质子电导率和阻抗对湿度存在紧密依赖性，相对湿度(relative humidity，RH)为85%时湿度传感器的响应值达到1.24×10⁵，并同时表现出小湿滞(1.9% RH)和快的响应恢复特性(2.8 s和1.2 s)。作为概念验证，本文评估了传感器在无接触式传感中的应用潜力。研究表明，增强的质子传导机制是传感器表现出高响应值、小湿滞和快响应恢复等湿敏特性的主要原因，这对获得高性能湿度传感器具有重要参考意义。

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基于高斯过程回归的高分辨率光谱仪仪器轮廓建模

李布威，唐靓，陆彦婷，叶慧琪，韩建，翟洋，陈俊沅，肖东

物理学报, 2026, 75(4):040404

doi: 10.7498/aps.75.20251426

cstr: 32037.14.aps.75.20251426

类地系外行星的视向速度法探测要求新一代高分辨率天文光谱仪具备10 cm/s以上的仪器测量精度。对高分辨率光谱仪的仪器轮廓进行准确建模和刻画，有望显著地提高光谱仪波长定标精度，突破测量精度瓶颈。针对简单高斯模型无法准确表征实际光谱仪仪器轮廓的问题，本文提出一种基于高斯过程回归的高分辨天文光谱仪仪器轮廓精细建模方法，结合实测激光频率梳定标数据，对兴隆2.16 m望远镜高分辨率光纤光谱仪的仪器轮廓进行了建模分析，并成功地将相关仪器轮廓模型应用于光谱仪的波长定标，实现了波长定标精度和双通道一致性的提高。

图8 通道B不同模型拟合单根谱线的值热图(a)，(b)及概率密度分布统计(c)，(d)　(a)，(c)高斯模型；(b)，(d) GPR模型

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托卡马克等离子体中电磁测地声模的回旋动理学分析

陈哲，任海骏，王灏

物理学报, 2026, 75(4):040501

doi: 10.7498/aps.75.20251334

cstr: 32037.14.aps.75.20251334

托卡马克等离子体中的测地声模(geodesic acoustic mode，GAM)及其伴随的电磁场扰动在湍流调控与约束改善中发挥着重要作用。然而，现有的动理学理论与磁流体力学(magnetohydrodynamics，MHD)在描述GAM扰动磁场的三维结构上存在一个显著差异，即动理学描述通常采用平行磁矢势近似，而无法自洽给出GAM的径向与环向磁场扰动。为弥合理论上的这一差异，本文在线性电磁回旋动理学框架下，摒弃了传统的平行磁矢势近似，保留完整的扰动磁矢势，并结合准中性条件及安培定律，自洽地推导了GAM的电磁扰动特性。推导结果首次在动理学层面自洽给出了GAM磁场扰动在径向、极向与平行(环向)方向上的完整三维结构：径向与极向磁场扰动呈现m = 2 (m是极向波数)的驻波形式，而平行磁场扰动则呈现m = 1的结构。该结果在定性上与理想MHD理论的预测高度一致，从而弥合了长期以来两种理论在电磁GAM描述上的分歧。此外，动理学模型能够清晰区分电子与离子的贡献，进一步分析表明：离子热压对径向和极向磁场扰动的作用更为显著，而电子热压在平行磁场扰动中的贡献相对更大。这展现了动理学效应对GAM电磁特性的细致修正，为相关实验诊断与数值模拟研究提供了更加精确的理论依据。

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《物理学报》2026年第4期全文链接：

https://wulixb.iphy.ac.cn/custom/2026/4