加偏置电场量子阱中二次谐波产生系数的计算

利用量子力学中的密度矩阵算符理论导出了加偏置电场量子阱中的二阶非线性光学极化率,得到了该系统的二次谐波产生系数的解析表达式。以典型的G aA s/A lG aA s量子阱为例作了数值计算,结果表明:二次谐波产生系数比相应体材料中的二次谐波产生系数大10倍以上,同时偏置电场强度对该系统的二次谐波产生系数有较大的影响,为实验上研究量子阱的非线性光学效应提供了必要的理论依据。     

非对称量子阱中折射率变化研究

主要研究了一种特殊非对称量子阱中的克尔非线性折射率的改变.首先利用量子力学中的密度矩阵算符理论和迭代方法导出了量子阱中的克尔非线性折射率的改变的表达式,然后以典型的非对称量子阱材料为例作了数值计算.数值结果表明,入射光强以及系统的非对称性对克尔非线性折射率以及总的折射率的影响,从而为实验研究提供理论依据.     

电子─声子相互作用对抛物量子阱中三次谐波产生的影响

本文就电子一声子相互作用对抛物量子阱中三次谐波产生的影响机制作了理论计算。利用量子力学中的密度矩阵算符理论导出了该系统中三次谐波产生的解析表达式。最后以典型的ＧａＡｓ抛物量子阱为例作了数值计算。     

电子─声子相互作用对抛物量子阱中三次谐波产生的影响

本文就电子一声子相互作用对抛物量子阱中三次谐波产生的影响机制作了理论计算。利用量子力学中的密度矩阵算符理论导出了该系统中三次谐波产生的解析表达式。最后以典型的ＧａＡｓ抛物量子阱为例作了数值计算。     

半抛物量子阱中的二阶光学非线性

用紧致密度矩阵和弛豫时间近似方法,研究在非对称半抛物量子阱中的二阶光学非线性．该非线性是由子能带间的共振跃迁引起的,在波长为１０．６μｍ时,光学整流系数可达０．１０４ｍｍ／Ｖ（比ＧａＡｓ晶体中高１０５倍）,二次谐波产生系数可达３．１μｍ／Ｖ（比ＧａＡｓ晶体中高１０４倍）．在相同条件下,比阶梯阱模型的结果大一个数量级,比“极化球”模型的结果大两个数量级．     

半抛物量子阱中二阶非线性光学性质的研究

本文对外加电场作用下GaAs/AlGaAs半抛物量子阱非线性光整流和二次谐波极化率进行了研究.首先,本文运用密度矩阵和迭代的方法获得外加电场作用半抛物量子阱系统光整流和二次谐波极化率的表达式.同时,采用有限差分法求得多外加电场作用下该系统的能级和波函数,避免了精确求解过程中的多重不恰当近似.结果表明:1)有限差分法计算结果相当精确;2)外加电场和受限势频率与系统能级、受限势形状、以及光整流和二次谐波极化率有着密切的关系,同时,可以通过外加电场和受限势频率实现对该系统光整流和二次谐波极化率的有效调控.将为基于子带跃迁的光电子器件的制备提供理论基础.     

一种新型量子阱中三次谐波的研究

在一种新型势阱下,理论上研究了量子阱中三次谐波系数.在有效质量近似下,通过求解薛定谔方程得到了相关波函数和能级,并利用密度矩阵理论和迭代法得到了三次谐波系数的表达式.研究结果表明,三次谐波系数受到新型势阱宽度d和参数U0的强烈影响.     

一种新型量子阱中三次谐波的研究（英文）

在一种新型势阱下,理论上研究了量子阱中三次谐波系数.在有效质量近似下,通过求解薛定谔方程得到了相关波函数和能级,并利用密度矩阵理论和迭代法得到了三次谐波系数的表达式.研究结果表明,三次谐波系数受到新型势阱宽度d和参数U0的强烈影响.     

双三角量子阱中线性及非线性折射率的改变(英文)

利用密度矩阵理论和迭代方法,研究了双三角量子阱中线性、非线性及总折射率改变的特性并以典型的GaAs/AlxGa1-xAs材料为例进行了数值计算.重点讨论了入射光强度、双三角量子阱结构参量(量子阱宽)及外加电场对总折射率改变的影响.计算结果表明:由于线性及非线性折射率遵循着不同的变化规律导致了这些参量对总折射率的改变有着极其重要的影响.     

非对称耦合量子阱中的光学克尔效应研究

详细研究了GaAs/AlxCa1-xAs非对称耦合量子阱的光学克尔效应,并利用紧束缚密度矩阵方法及迭代法导出了光学克尔效应的解析表达式.数值结果表明,入射光强、弛豫率和结构参数(如势垒宽度和右阱宽度)对光学克尔效应有明显的影响;通过优化入射光强、弛豫率和结构参数,可以获得比量子盘模型的克尔系数大四个数量级的克尔系数,其...     

Single-ion quantum lock-in amplifier

Quantum metrology uses tools from quantum information science to improve measurement signal-to-noise ratios. The challenge is to increase sensitivity while reducing susceptibility to noise, tasks that are often in conflict. Lock-in measurement is a detection scheme designed to overcome this difficulty by spectrally separating signal from noise. Here we report on the implementation of a quantum analogue to the classical lock-in amplifier. All the lock-in operations--modulation, detection and mixing--are performed through the application of non-commuting quantum operators to the electronic spin state of a single, trapped Sr(+) ion. We significantly increase its sensitivity to external fields while extending phase coherence by three orders of magnitude, to more than one second. Using this technique, we measure frequency shifts with a sensitivity of 0.42 Hz Hz(-1/2) (corresponding to a magnetic field measurement sensitivity of 15 pT Hz(-1/2)), obtaining an uncertainty of less than 10 mHz (350 fT) after 3,720 seconds of averaging. These sensitivities are limited by quantum projection noise and improve on other single-spin probe technologies by two orders of magnitude. Our reported sensitivity is sufficient for the measurement of parity non-conservation, as well as the detection of the magnetic field of a single electronic spin one micrometre from an ion detector with nanometre resolution. As a first application, we perform light shift spectroscopy of a narrow optical quadrupole transition. Finally, we emphasize that the quantum lock-in technique is generic and can potentially enhance the sensitivity of any quantum sensor.     

半导体量子点非本征吸收区的三阶极化率

通过变分法计算了量子点激子基态能量和偶极跃迁振子强度,分析了半导体量子点在非本征吸收区的三阶极化率.量子点中激子的基态能量随量子点半径的增大而单调减小,这是量子尺寸效应的反映;量子点中由基态到激子基态的跃迁振子强度,随量子点半径的增大而单调增大;在弱受限量子点情况下,三阶极化率的实部和虚部都是负的,对应于非线性光学自散焦效应,其绝对值随入射光频率的增加而增加,且随量子点半径的增大而增大.     

Entangled quantum state of magnetic dipoles

Free magnetic moments usually manifest themselves in Curie laws, where weak external magnetic fields produce magnetizations that vary as the reciprocal of the temperature (1/T). For a variety of materials that do not display static magnetism, including doped semiconductors and certain rare-earth intermetallics, the 1/T law is replaced by a power law T(-alpha) with alpha < 1. Here we show that a much simpler material system-namely, the insulating magnetic salt LiHo(x)Y(1-x)F(4)-can also display such a power law. Moreover, by comparing the results of numerical simulations of this system with susceptibility and specific-heat data, we show that both energy-level splitting and quantum entanglement are crucial to describing its behaviour. The second of these quantum mechanical effects-entanglement, where the wavefunction of a system with several degrees of freedom cannot be written as a product of wavefunctions for each degree of freedom-becomes visible for remarkably small tunnelling terms, and is activated well before tunnelling has visible effects on the spectrum. This finding is significant because it shows that entanglement, rather than energy-level redistribution, can underlie the magnetic behaviour of a simple insulating quantum spin system.     

半导体量子点中双激子的双光子共振吸收

从基本的非线性光学三阶极化率出发,分析半导体量子点中双激子的双光子共振吸收三阶极化率,得到2个入射频率光电场和只有1个入射频率光电场的简并情况下双光子共振吸收三阶极化率,讨论了三阶极化率的实部和虚部在双光子共振频率附近的行为,随着共振频率宽度的增大,三阶极化率的实部和虚部很快减小,三阶极化率敏感地依赖于共振频率宽度的大小.     

Morse势阱中光整流和电光效应的研究

利用量子力学中的密度矩阵算符理论和迭代方法，得到Morse势阱中的光流系数和电光效应的解析表达式，并以典型的GaAs/AlGaAs莫尔斯量子阱为例进行了数值计算，研究结果表明，较大的光整流系数和电光效应与系统的非对称性有关，系统的非对称性越大，光整流系数和电光效应越大。     

纤锌矿GaN/AlN无限量子阱中激子能量

利用改进的LLP变分法计算了纤锌矿GaN/AlN无限量子阱中激子的基态能量和结合能,并对闪锌矿GaN/AlN量子阱和纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子的基态能量和结合能进行了对比.结果表明:纤锌矿GaN/AlN无限量子阱材料中激子基态能量和结合能随着量子阱宽度增大而降低,当阱宽较小时急剧下降,阱宽较大时缓慢下降,最后趋近GaN体材料的三维值;考虑极化子效应时激子的基态能量和结合能明显低于裸激子的基态能量和结合能,电子-声子相互作用对激子能量的贡献较大;纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子基态能量小于闪锌矿GaN/AlN量子阱中激子的基态能量,纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子的结合能大于闪锌矿GaN/AlN量子阱中激子的结合能,且随着阱宽的增大,两种阱中基态能量和结合能的差距越来越小.     

量子点量子阱结构中极化子效应对斯塔克能移的影响(英文)

采用变分法研究了量子点量子阱结构中极化子效应对斯塔克能移的影响.计算中考虑了电子与体纵光学声子和表面光学声子的相互作用.以CdS/HgS量子点量子阱结构为例进行数值计算,发现极化子基态能量随量子点半径的增加而单调增加,随电场强度的增加而单调减少.电子-声子相互作用增强了斯塔克能移.极化子自陷能随量子点半径及电场强度的增加而增加.量子点量子阱结构的尺寸对极化子斯塔克能移有显著影响.