Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Illumination quantique“

The combined use of unmanned aerial vehicles (UAVs) and structure-from-motion (SfM) is rapidly growing as a cost-effective alternative to airborne laser scanning (lidar) for reconstructing glacier surfaces. Here we present a thorough analysis of the precision and accuracy of a photogrammetric point cloud (PPC) constructed through SfM from UAV-acquired imagery over the spring snow surface at Haig Glacier, Alberta, Canada, the first of its kind in a glaciological setting. An aerial lidar survey conducted concurrently with UAV surveys was used to examine spatial patterns in the PPC accuracy. We found a median error in the PPC of −0.046 ± 0.067 m, with a 95% quantile of 0.218 m. Mean precision of the PPC was 0.199 m, with large spatially clustered outliers. We found an association between high-error, low-precision, and high-surface roughness in the PPC, likely due to illumination characteristics of the snow surface. Glacier surface reconstructions are important for geodetic mass balance measurements, giving key insights into changing climate where in situ measurements are difficult to obtain. The PPC errors are small enough that they would have minimal effects on total mass balance, should the technique be applied across the glacier.

Note that images of low-illumination are weak aperiodic signals, while mutual information can be used as an effective measure for the shared information between the input stimulus and the output response of nonlinear systems, thus it is possible to develop novel visual perception algorithm based on the principle of aperiodic stochastic resonance within the frame of information theory. To confirm this, we reveal this phenomenon using the integrate-and-fire neural networks of neurons with noisy binary random signal as input first. And then, we propose an improved visual perception algorithm with the image mutual information as assessment index. The numerical experiences show that the target image can be picked up with more easiness by the maximal mutual information than by the minimum of natural image quality evaluation (NIQE), which is one of the most frequently used indexes. Moreover, the advantage of choosing quantile as spike threshold has also been confirmed. The improvement of this research should provide large convenience for potential applications including video tracking in environments of low illumination.

Cette thèse propose une approche originale de la thématique du radar à illumination quantique en recourant à la théorie de l’information quantique pour étudier l’évolution des corrélations quantiques le long d’une chaîne radar. Ce mémoire propose d’abord un parallèle des différences et similitudes entre les théories du radar classique et du radar quantique en insistant sur les principes propres aux deux théories. Le radar à illumination quantique étudié utilise des paires de photons intriqués pour établir la présence ou l’absence d’un objet faiblement réfléchissant baigné dans un bruit thermique parasitant la détection. À partir de la mise en parallèle, les travaux se sont concentrés sur l’influence de l’environnement atmosphérique dans l’évolution de l’intrication du système de photons du radar et dans l’évolution des corrélations quantiques représentées par la discorde quantique. L’objectif des recherches était de montrer un lien entre la discorde quantique et la stratégie de détection binaire du radar quantique. Les résultats tendent à montrer ce lien même si des améliorations aux modèles composés pour l’étude seraient bienvenues. Cela permettrait notamment d’orienter la recherche vers des cas concrets pouvant bénéficier d’une application expérimentale du procédé d’illumination quantique
This thesis provides an original approach of the quantum illumination radar using the quantum information theory to study the evolution of quantum correlations in a radar system. We first propose a parallel between the classical radar theory and the quantum radar theory to determine similarities anf differences insisting on the last point. The quantum illumination radar uses pairs of entangled photons to detect the absence of the presence of a low-reflecting object into a bright thermal background that disturbs the detection. Using the parallel between the radar theories, research has been done on the atmospheric influence on the evolution of entanglement of the system of photons in the radar, and on the evolution of quantum correlations quantified by the quantum discord. The objective of research was to show a link between the quantum discord and the binary decision strategy of the quantum radar. Results suggest this link even if improvements should be required on the tested models. It should permit to study practical situations particularly if we think about a possible experiment on a quantum illumination protocol

Les récentes avancées en microscopie de fluorescence (augmentation de résolution spatiale, correction des aberrations induites par l'échantillon...) ouvrent de nombreuses perspectives en imagerie biologique. Mais pour que ces techniques se répandent, il est nécessaire de réduire les contraintes qu'elles imposent sur la préparation des échantillons, sur les sondes fluorescentes, sur la complexité de mise en oeuvre ou la cadence d'acquisition. Pendant ma thèse, j'ai travaillé sur le développement et l'amélioration de quelques-unes de ces techniques. Dans un premier temps, deux systèmes d'illumination structurée ont été réalisés dans le but d'accélérer la cadence de réalisation de coupes optiques pour l'observation d'échantillons épais vivants. Une deuxième partie de mon travail a concerné la mise en place d'une nouvelle approche de reconstruction en illumination structurée afin de dépasser la limite de résolution imposée par le microscope. Cet outil permet de réduire le nombre d'images requises pour la reconstruction d'une image super-résolue, ce qui ouvre la voie à une augmentation de la cadence de réalisation de ces images. Un montage d'optique adaptative a également été développé afin de corriger les aberrations introduites par les échantillons épais, permettant une amélioration des capacités d'imagerie en profondeur. L'accent a été mis sur la protection de l'échantillon, grâce à l'utilisation de billes fluorescentes pour déterminer la correction à appliquer sans illuminer l'échantillon. Enfin, un instrument de mesure du rendement quantique de fluorescence dédié à la caractérisation de fluorophores infrarouges a été mis en oeuvre afin de pallier les limitations des méthodes de mesure classiques dans le proche infrarouge.

This PhD thesis is devoted to study electro-optic properties of Gemanium/Silicon-Germanium (Ge/SiGe) multiple quantum wells (MQWs) for light modulation, detection, and emission on Si platform. It reports the first development of high speed, low energy Ge/SiGe electro-absorption modulator in a waveguide configuration based on the quantum-confined Stark effect (QCSE), demonstrates the first Ge/SiGe photodiode with high speed performance compatible with 40 Gb/s data transmission, and realizes the first Ge/SiGe light emitting diode based on Ge direct gap transition at room temperature. Extensive DC and RF measurements were performed on each tested prototype, which was realized using the same epitaxial growth and fabrication process. Simple theoretical models were employed to describe experimental properties of the Ge/SiGe MQWs. The studies show that Ge/SiGe MQWs could potentially be employed as a new photonics platform for the development of a high speed optical link fully compatible with silicon technology.