暗态共振相干下的非线性增强(英文)

目的研究双暗态共振四能级系统中三阶非线性的增强。方法利用缀饰态理论,得到了弱探测场线性和非线性磁化率的解析表达式。结果与结论结果表明,双电磁感应透明和自克尔非线性的特性可以通过两个耦合场相对强度的改变来控制。     

多声子系统的多光机械诱导透明

提出了一个光学腔中包含三个可移动镜子的混合腔光机械系统的理论方案,这个光学腔被一束较强的耦合场和一束较弱的探测场驱动与三个机械振子线性耦合.利用平均场近似理论,得到系统的稳态解,并数值模拟了系统输出的探测场随失谐的变化关系.分析与数值结果显示,当三个机械振子的振动频率互不相等时,该系统出现三个透明窗口,当三个振子的振动频率两两相等、或三个都相等时,三透明就变成了双透明或单一透明窗口;同时发现,在所选取的参数范围内,腔场与振子之间的有效耦合系数及腔场的衰减率能够调控透明窗口的宽度,有效耦合系数越大或衰减率越小,透明窗口越宽;如果腔中存在N个机械振子,当N个机械振子的频率互不相等时,此系统会出现N透明现象,否则,透明窗口的个数会有所减少.     

耦合场调控Λ型和V型联合原子系统中的吸收特性

以量子力学为基础对耦合场调控Λ型和V型联合原子系统中的吸收特性进行理论研究.针对弱探测场情况,采用微扰法求解系统密度矩阵运动方程,通过数值模拟得到系统的探测吸收谱.以耦合场2作为联结场,将耦合场1和耦合场2组成的V型系统以及耦合场2和探测场构成的Λ型系统联系在一起,通过调谐耦合场1的拉比强度控制EIT线宽和多窗口的变化,调谐耦合场2的频率失谐量控制EIT的非线性特性.     

电子隧穿耦合双量子阱的结构设计及光学特性控制

结合实际半导体工艺设计一个导带中有3个子带能级的非对称双量子阱结构, 并利用束缚电子的有效质量薛定鄂方程计算了各子带能级的能量位置. 其中, 两个紧邻的激发态子带能级由于电子隧穿效应而相互关联. 当一个中红外波段探测光将基态能级同时耦合到两个激发态能级时, 可观测到一个中间夹很窄透明窗口的双峰结构吸收谱线. 在该量子阱结构上施加直流电场可改变两个探测跃迁上的电偶极矩比值, 进而有效控制两个吸收峰的相对高度和透明窗口内的色散曲线.      

基于Kerr非线性实现电磁感应光栅

本文研究驻波场相干驱动具有自发辐射四能级原子系统,在该原子系统中利用巨Kerr非线性实现电磁感应光栅.当自发辐射效应存在时,Kerr非线性能够提高同时伴随零线性吸收.因此,在驻波场的相干作用下,当耦合场失谐为共振时,能够获得一个纯的吸收光栅即探测场零级衍射最强.然而,在驻波场作用下,当耦合场失谐是非共振时,能够实现一个纯的相位光栅即探测场能被衍射到一级和二级方向.     

Pr∶YSO晶体中基于光存储的频率转换

基于电磁感应光透明导致的光存储效应, 在四能级双Lambda系统的Pr〖KG*9〗∶〖KG-*2〗YSO晶体中,  实验研究光信息在两个不同频率通道间的转换. 结果表明: 在电磁感应光透明的条件下, 当一个弱的探测脉冲通过晶体时, 其群速度减慢, 实验观测到的群速度为86 m/s; 当慢光脉冲在晶体中传输时, 在绝热条件下关闭相干控制场, 此时探测场光脉冲的部分相干光学信息将存储于晶体内部; 在光信息释放过程中, 通过开启不同方向及频率的两个控制场, 存储的光信息会由原慢光脉冲单一通道转换为两个具有不同频率和方向的光脉冲通道进行释放. 在释放过程中调整两个控制场可实现慢光信息在两个不同频率通道间的相互转换.     

三色场驱动和任意强度单色场探测三能级系统的非线性响应

讨论了三色驱动级联型三能级模型电磁诱导透明(EIT)现象。首先研究了级联型三能级模型在三色驱动场和单色探测场作用下原子的跃迁情况,据此写出了密度矩阵所满足的方程。通过数值求解,得到了探测场的吸收色散谱并对它进行了分析,发现了两个重要的结论:一个是三色驱动的吸收谱能通过驱动场的相位控制在探测场中心频率处产生透明窗口;另一个是改变驱动场的两个边频的拉比频率相对于中心频率的位相之差能够改变吸收色散曲线的形状。     

铯原子汽室中吸收线附近的双色光放大实验研究

在温度为75℃的铯原子汽室中,研究了基于D1线封闭四能级系统中探针场在原子吸收线附近的双色光放大。分析了放大过程的物理本质:相干制备原子介质中共振增强的双四波混频。实验上通过调节耦合场的失谐量得到了作用光场之间最佳的相位匹配。     

超构材料类电磁感应透明现象的实验研究

基于梳状线和开口谐振环组成的耦合结构,在开口谐振环上加载电阻调节损耗,加载电容使结构达到深亚波长尺度,实现了超构材料类电磁感应透明现象。通过调节梳状线和开口谐振环之间的距离改变近场耦合强度。实验结果表明,随着耦合强度的减小,电磁感应透明频率处的透射率逐渐减小,反射率逐渐增大,吸收率呈现先增大后减小的趋势。与此同时,群延时变大,慢波效应明显,但透明窗口逐渐变窄,慢波带宽变窄。     

双抽运Dicke窄化光谱的研究

研究了囚禁于两透明电介质面间Y型四能级原子在双抽运光作用情形下的吸收光谱。由于原子与腔壁碰撞的消激发效应以及光束的消多谱勒配置,吸收线型具有明显的窄化效应,当强抽运光作用于系统时可出现三峰电磁感应透明。     

一个四能级相干驱动原子系统中的多透明窗

研究了在两个相干场驱动下呈现多透明窗特征的四能级原子系统. 该系统是N型四能级模型, 当只存在一个相干场时, 是典型的三能级V模型透明结构, 而在两个相干场的驱动下, 该系统呈现出两个透明窗口, 透明窗的位置、 宽度和吸收高度均可以通过调节驱动场的强度和失谐进行控制. 每个透明窗口在吸收最低时都伴随着高折射, 表明探测光的群速度在每个透明窗口都变慢了.     

K-型五能级原子的双重单光子电磁诱导透明

当一个Ξ-型三能级原子的中间态分别被两个控制光场耦合到另一个激发态和基态时,该原子的两个抽运光场所对应的吸收谱出现双重单光子透明.该吸收谱的性质与两个控制光场Rabi频率和基态非辐射衰变率有关.     

Quantum storage of optical signals and coherent manipulation of quantum states based on electromagnetically induced transparency

Electromagnetically induced transparency (EIT) techniques are important tools for the storage of the quantum states of light fields in atomic ensembles and for enhancement of the interaction between photons. In this paper, we briefly summarize the recent experimental studies conducted by our group on enhanced cross-phase modulation based on double EIT effects, the quantum interference of stored dual-channel spin-wave excitations and the coherent manipulation of the spin wave vector for the polarization of photons in a single tripod atomic system. The work presented here has potential application in the developing field of quantum information processing.     

耦合与阻尼对人工电磁材料实现电磁诱导透明特性的影响

耦合两振子模型是分析人工电磁材料耦合特性的常用分析模型,它描述了相关参数对吸收谱或透射谱的影响.本文从耦合两振子模型入手,分析了两个重要参数:耦合系数和阻尼对人工电磁材料实现电磁诱导透明现象的影响,计算了吸收谱随这两个参数变化的情况.通过对耦合两振子模型的分析,为人工电磁材料实现电磁诱导透明的分析与设计提供参考.     

回音壁腔光机械系统中的动力学行为

研究了在控制和探测激光存在时回音壁腔光机械系统中的动力学行为,分析了系统中产生类似于原子电磁诱导透明与吸收的原因,论证了此系统的输出场在探测频率下存在类似于电磁诱导透明和电磁诱导吸收的现象,并证实了回音壁光机械腔系统与Λ原子系统中的泵浦探测响应特性相类似.此外,利用泵浦失谐控制光机械系统中类似于电磁诱导透明和电磁诱导吸收之间的转换,此系统中光机械诱导透明与吸收的论证为量子信息的处理提供了理论依据.     

Electromagnetically induced transparency and slow light with optomechanics

Controlling the interaction between localized optical and mechanical excitations has recently become possible following advances in micro- and nanofabrication techniques. So far, most experimental studies of optomechanics have focused on measurement and control of the mechanical subsystem through its interaction with optics, and have led to the experimental demonstration of dynamical back-action cooling and optical rigidity of the mechanical system. Conversely, the optical response of these systems is also modified in the presence of mechanical interactions, leading to effects such as electromagnetically induced transparency (EIT) and parametric normal-mode splitting. In atomic systems, studies of slow and stopped light (applicable to modern optical networks and future quantum networks) have thrust EIT to the forefront of experimental study during the past two decades. Here we demonstrate EIT and tunable optical delays in a nanoscale optomechanical crystal, using the optomechanical nonlinearity to control the velocity of light by way of engineered photon-phonon interactions. Our device is fabricated by simply etching holes into a thin film of silicon. At low temperature (8.7 kelvin), we report an optically tunable delay of 50 nanoseconds with near-unity optical transparency, and superluminal light with a 1.4 microsecond signal advance. These results, while indicating significant progress towards an integrated quantum optomechanical memory, are also relevant to classical signal processing applications. Measurements at room temperature in the analogous regime of electromagnetically induced absorption show the utility of these chip-scale optomechanical systems for optical buffering, amplification, and filtering of microwave-over-optical signals.     

双碳链体系中自旋过滤效应的第一性原理研究

采用第一性原理密度泛函理论方法研究了平行放置的双碳原子链体系中的自旋输运情况.将双碳原子链置于12个宽度锯齿型石墨烯纳米带组成的双电极中,研究发现:双碳原子链体系中的自旋过滤效果优于单条碳原子链体系中的自旋过滤效果; 更重要的是,在单条碳原子链体系中,当左右电极磁性反平行时,没有自旋过滤效果,双碳链结构彻底改变了单碳链体系中这种情况,即在双碳链体系中,不管2个电极的磁性是平行结构还是反平行结构,自旋过滤效果都近100%,是非常好的自旋过滤电子器件.     

调控EIT气体折射率实现对布儒斯特角的控制

提出了电磁感应透明(EIT)介质的一个新的相干操纵应用:控制电磁感应透明气体折射率实现对布儒斯特角的调控。将一定密度的EIT原子气体充入2块玻璃材料中,计算表明光从玻璃入射EIT原子气体的布儒斯特角随外控制场而变。通过改变控制光的拉比频率等场外参数即可达到对布儒斯特角的调控。