电介质和磁介质光子晶体光学特性分析

从电磁场麦克斯韦方程组出发,将光子晶体的电磁场分析问题归结为求解电磁本征函数问题,明确求解光子晶体遵循的物理原理和数学方法.针对由电介质构成的光子晶体,分析该光子晶体周期结构下TE和TM入射光波的带隙特性和缺陷结构下的能量集聚特性,计算结果表明,光子晶体的频带特性与其几何结构紧密相关,通过改变光子晶体尺寸,可使其获得良好的带隙特性.针对磁介质构成的光子晶体,分析磁性光子晶体的频率特性,计算结果表明,磁性光子晶体具有和电介质光子晶体相似的光学性质,也具有频率禁带特性,其与入射波性质、光子晶体几何尺寸、磁介质参数紧密相关.     

晶体中声子和光子的区别与联系

对光子和声子的特点、光子和声子产生的机制、晶体中光子和电子相互作用规律及声子与电子相互作用规律,进行了全面的类比区别.并且利用晶体中光子和声子相互作用的规律,阐明了光子和声子的联系.     

量子相位的公式表述和图像

在深入剖析经典相位的基础上,根据对量子力学基本观念的重新认识,再次诠释了量子相位的概念：它是角动量算符的正则共轭变量,相应于经典框架下真实空间中的角坐标仍但在量子框架下的Hilbert虚拟空间中却表现为复指数形式e^iφ≡COSφ＋isinφ,亦即数学上复数域著名的Euler公式．尤其是当φ=π／2时,相应的量子相位即为单位纯虚数：e^iπ／2≡cos（π／2）＋isin（π／2）≡i．利用最近得到的光子态矢函数,它作为光子Schrǒdinger方程的普遍解,除了描述光子的能量特征和光子的动量特征之外,关键是还包含了光子的角动量特征,得以体现光子完整的量子行为,我们据此具体讨论了光子角动量和光子相位的正则共轭关系,分析了宏观的光波相位和微观的光子相位之间的内在联系和本质差异．     

光子晶体的发展和应用

20世纪80年代末出现的光子晶体是一种具有光子带隙的新材料,它独特的性质使得光子晶体具有广泛的应用前景.该文介绍了三维光子晶体的制备技术,并综述了光子晶体的一些物理特性及在光学、微波方面的应用.     

多光子光学双稳态和多光子激光器的量子解

本文应用Haken的量子理论统一处理多光子光学双稳态和多光子激光器,导出了光场服从的Fokker—Plank方程,得到了多光子光学双稳态和多光子激光器的统一解,其结果与半经典理论结果符合。     

转移矩阵方法与一维光子晶体带结构和反射谱特征

利用转移矩阵方法研究了一维光子晶体的带结构和反射谱特征,并用数值分析进行了仿真。稳定性和反射谱分析表明,晶体出现了带结构。而光子晶体的带结构与它的具体参数有关,只需适当选择这些参数,就可以有效地调节光子晶体的带结构,并按需要得到不同光学性能的光子晶体。     

光子学和光子技术

介绍了光子学的诞生,定义,内容,范畴和发展,强调了光子信息技术在通信,计算机,传感等信息领域的作用和目前的发展水平,指出了电子技术和光子技术是信息时代的技术基础。     

二维硅基光子晶体结构的设计、制作和应用

从二维硅基光子晶体的设计出发,对介质柱和空气孔型光子晶体结构的加工、测试和其在禁带和慢光等领域的应用进行了分析说明,并进一步讨论了二维硅基光子晶体的其它潜在应用,为二维硅基光子晶体研究其应用指出了方向。     

SSRF前端光子挡光器的结构设计和热应力分析

光子挡光器是同步辐射光束线前端区的重要部件,其主要作用是阻挡高强度同步辐射.利用有限元分析软件ANSYS,对上海同步辐射装置(SSRF)前端光子挡光器,进行了精细的温度和热应力分析.分析结果表明,新设计的光子挡光器热应力水平有了显著的降低,提高了光子挡光器承受热负载的能力,满足SSRF前端部件的设计要求.     

一维光子晶体中的几率密度和拓扑相

用光量子理论给出一维光子晶体(AB)^N中光子的几率密度、几率流密度和Zak相, 当介质B的折射率n_b=1.12时, 用量子方法计算出三条带的Zak相. 结果表明:  当入射角θ和周期数N改变时, 光子晶体的几率密度和几率流密度近似为周期变化, 且其振幅随入射角θ和周期数N的增加而增大; 当入射光的频率与透射率T=100%相对应时, 几率密度的振幅最大, 当入射光的频率与透射率T=0相对应时, 几率密度不为零, 但几率密度的振幅迅速衰减到零, 即光子晶体中存在光子的量子隧道效应.     

Resolving photon number states in a superconducting circuit

Electromagnetic signals are always composed of photons, although in the circuit domain those signals are carried as voltages and currents on wires, and the discreteness of the photon's energy is usually not evident. However, by coupling a superconducting quantum bit (qubit) to signals on a microwave transmission line, it is possible to construct an integrated circuit in which the presence or absence of even a single photon can have a dramatic effect. Such a system can be described by circuit quantum electrodynamics (QED)-the circuit equivalent of cavity QED, where photons interact with atoms or quantum dots. Previously, circuit QED devices were shown to reach the resonant strong coupling regime, where a single qubit could absorb and re-emit a single photon many times. Here we report a circuit QED experiment in the strong dispersive limit, a new regime where a single photon has a large effect on the qubit without ever being absorbed. The hallmark of this strong dispersive regime is that the qubit transition energy can be resolved into a separate spectral line for each photon number state of the microwave field. The strength of each line is a measure of the probability of finding the corresponding photon number in the cavity. This effect is used to distinguish between coherent and thermal fields, and could be used to create a photon statistics analyser. As no photons are absorbed by this process, it should be possible to generate non-classical states of light by measurement and perform qubit-photon conditional logic, the basis of a logic bus for a quantum computer.     

光子回波的求解及其应用

为了深入理解光子回波产生的物理机制,通过采用预报-校正四阶龙格-库塔数值法求解非均匀展宽二能级体系的Maxwell-Bloch方程,建立了准确计算薄样品和厚样品介质光子回波信号强度的方法。得到了二脉冲、三脉冲和多脉冲光子回波信号的强度特性,并研究了弛豫时间、初始入射光脉冲的面积、失谐量以及样品的厚度等对光子回波信号的影响,进一步研究了编码脉冲在数据存储和读取中的应用。计算结果很好地显示了光子回波信号的特性,所建立的方法对光子回波信号的求解具有普适性。     

枝间的耦合效应对三苯胺衍生分子双光子吸收性质的影响

在密度泛函理论水平上计算了一系列以三苯胺为中心的衍生分子的单光子和双光子吸收性质．理论计算结果表明,随着分子枝链数目的增加,分子的最大单光子吸收强度增强,相对应的吸收波长发生了红移,分子的双光子吸收截面增加．分f枝间的耦合效应有利于提高分子的光学性质．理论研究结果较好地解释了实验工作．     

光场与Ξ型三能级原子依赖强度耦合系统中光子反聚束效应

研究了光场与级联型三能级原子依赖强度耦合系统中光子的反聚束特性.研究发现随着平均光子数n-值、原子-光场耦合系数g值的增大,光子由表现明显的反聚束效应和聚束效应交替变换状态逐渐转到表现聚束效应状态.该系统中平均光子数n-较原子-光场耦合系数g对光子的反聚束效应的影响更大.     

两光子的自旋态与纠缠态

用量子理论方法给出两光子的自旋态, 即通过2个单光子自旋态的直积并叠加得到两光子的自旋本征态, 从而给出两光子的纠缠态, 所得结果与用经典极化矢量表示的两光子纠缠态不同, 该结果可应用于量子通讯和量子计算中.     

多光子康普顿效应

运用至于理论，对同步辐射Ｘ光在固体晶体中发生的散射现象进行讨论，得出了多光子康普顿效应中散射光波长的改变量与散射角的关系式。该关系式不仅体现了多光子康普顿效应较单光子康普顿效应更加显著，而且还体现了在特定环境中，光子与光子之间彼此聚合性增强的内涵。     

光子轨道角动量与甲砜霉素和C_32卡马西平相互作用的光谱特性实验研究

光子动量和角动量与物质相互作用后具有不同的光谱特性,本文分别用光子的动量和角动量与甲砜霉素和C32卡马西平相互作用进行了实验研究,得到细微不同的光谱特性,这对用光谱学方法快速检测水质及液体,空气污染等提供有效快速的实验方法和技术手段.     

量子密钥分发系统中增益开关半导体激光器的时间抖动分析

.针对量子密钥分发系统中用于产生微弱激光脉冲的增益开关半导体激光器存在时间抖动较大的问题,首先建立了单光子探测的概率分布与光脉冲的能量分布的对应关系,采用速率方程和数值计算方法研究了时间抖动对增大单光子丢失概率的直接作用以及随激光器偏置电流变化的关系,并从降低时间抖动和减少单光子丢失概率的角度给出了合适的偏置条件.     

利用蒙特卡罗模拟评估医用电子直线加速器非均整模式的光子束软化特性

本文利用蒙特卡罗模拟评估不同能量、不同射野下医用电子直线加速器非均整模式(Flattening Filter Free, FFF)光子束的软化特性.基于本院的Varian Edge加速器的组件参数和测量数据，利用通用蒙卡程序EGSnrc/BEAMnrc构建6 MV均整模式(Flattening Filter, FF)、6 MV FFF和10 MV FFF下的机头模型，使用EGSnrc/DOSXYZnrc程序模拟获得5 cm×5 cm和10 cm×10 cm射野下的百分深度剂量(Percentage Dose Depth, PDD)和横向剂量离轴比(Off Axis Ratio, OAR),与测量数据进行比较，确定不同模式的源参数；在此基础上模拟三种光子束模型在上述两种射野射野条件下非均匀模体(水-骨-肺-水)内的PDD,并对其相空间文件进行能谱分析，评估FFF光子束的软化特性.三种光子束模式在非均匀模体内的PDD趋势相似，但在小野时扰动更大，FFF模式相较于FF模式，包含更多的低能光子和更少的机头散射；在低能、小野时，6 MV FFF模式的光子束软化特性带来的剂量影响与6 MV FF模...