非对称半导体量子阱中高阶量子关联效应的研究

本文在三能级级联结构的非对称半导体量子阱中研究了荧光的高阶量子关联效应。利用三个激光场同时驱动三个偶极允许的跃迁时,研究结果发现强度-强度关联函数和强度-振幅关联函数依赖于驱动场的相对相位及拉比频率。在三个驱动场拉比频率相等的条件下,相对相位为0时,二阶关联呈现出强关联;相位不为0时,二阶关联为一般关联。不仅如此,我们发现改变相位可以调节三阶关联函数时间不对称性程度,相位为π/2或3π/2正时和负时关联函数表现了较好的对称性。另外,我们发现通过调节拉比频率的大小可以实现二阶关联由强关联向一般关联效应转换,三阶强度-幅度关联的值得到极大增强。最后,利用修饰态绘景我们分析了上述现象内在的物理机制为多重量子干涉效应。这些结果可能对于高精度测量和产生单光子源具有潜在的应用价值。     

巨梯型四能级里德伯原子系统透射光谱性质的调控

采用超级原子模型研究了一个巨梯型四能级里德伯原子系统与一个弱光场和两个强控制场的相互作用.利用蒙特卡罗算法,通过数值求解海森伯-朗之万方程,讨论了系统的动力学演化,研究了偶极-偶极相互作用对探测场透射谱和二阶强度关联函数的影响.在有限温度下,利用洛伦兹分布函数代替麦克斯韦分布函数,得到解析的探测场极化率,讨论了强场的失谐量对系统出射探测场透射谱对称性质的影响,最后研究了多普勒效应对探测场透射谱和二阶强度关联函数的影响.结果表明,在电磁诱导透明条件下,透明窗口处出射探测场的透射率随着入射探测场强度的增强而减弱,而当系统入射探测场强度不变时,通过改变强场的失谐量可以得到非对称的透射谱.此外,当弱探测场和强场的传播方向一致时,多普勒效应对系统透射谱和二阶强度关联函数的峰值有很小的影响.当探测场和强场的传播方向不一致时,多普勒效应对系统透射谱和二阶强度关联函数的影响可以忽略.     

里德伯电磁感应透明中的相位

本文在典型的里德伯电磁感应透明系统中研究弱探测场在相互作用原子系统中的传播特性,重点关注基于偶极阻塞效应的探测场相位的合作光学非线性行为.通过与探测场透射率和光子关联作对比,发现相位的光学响应具有新特性:共振和Autler-Townes劈裂条件下相位对入射场强和初始光子关联不敏感,而在两者之间的频率范围内相位响应具有非线性特征,尤其在经典光频率处最显著.此外,提高主量子数和原子密度都会促进相位的非线性效应.综上,与探测场透射率和光子关联一样,相位可以作为合作光学非线性的另一个标识来刻画非线性现象,对里德伯电磁感应透明研究是一个有力的补充.     

由部分相干场驱动的吸收型光学系统的统计性质

本文讨论部分相干场驱动的吸收型光学系统的统计性质.指出当驱动场的相干分量较弱时,在一定条件下输出光的二阶关联函数有一个独立于双稳阈峰的涨落峰,它是由输入光的位相涨落引起的,其峰值远小于双稳阈峰.对于噪声很小的极限情况,利用高斯近似导出输出光的二阶关联函数双稳阈峰的位置及高度与输入场和腔的参数之间简单定量关系.在噪声很大的极限条件下,我们采用一定的近似方法得到了关于输出光二阶关联函数的简单解析表达式.最后给出输入场的相干分量与非相干分量及系统的协作参数一般取值的情况下输出场二阶关联函数的双稳阈峰的数值计算结果.     

多光子J-C模型中频率随时间变化场的反聚束效应

利用多光子J-C模型,考虑场频率随时间以正弦函数形式作小量变化,在旋波近似下,研究了二能级原子通过多光子跃迁与单模辐射场相互作用系统中场的反聚束效应.利用数值计算方法给出反映场反聚束效应的二阶关联函数随时间的演化曲线.研究结果表明:场二阶关联函数的演化受场频率随时间正弦函数形式变化的调制,场频率振荡的幅值 u越大调制作用越强,在场频率振荡的幅值u大于一定值后,场二阶关联函数随时间的演化呈现出周期性振荡特性,其振荡周期与场频率变化的周期一致.     

利用二阶非线性介质实现反聚束和非传统光子阻塞

计算了两个弱克尔非线性耦合腔被同时驱动下的归一化二阶关联函数。经分析计算发现了强反聚束的优化条件,分析结果同数值模拟非常符合。同时分析了在优化条件下参数的变化对强反聚束的影响。     

多光子J C模型中频率随时间变化场的反聚束效应

利用多光子J C模型,考虑场频率随时间以正弦函数形式作小量变化,在旋波近似下,研究了二能级原子通过多光子跃迁与单模辐射场相互作用系统中场的反聚束效应.利用数值计算方法给出反映场反聚束效应的二阶关联函数随时间的演化曲线.研究结果表明：场二阶关联函数的演化受场频率随时间正弦函数形式变化的调制,场频率振荡的幅值 u越大调制作用越强,在场频率振荡的幅值u大于一定值后,场二阶关联函数随时间的演化呈现出周期性振荡特性,其振荡周期与场频率变化的周期一致.      

关联噪声驱动系统的一阶数值模拟算法

在某些条件下共同驱动随机系统的乘法噪声和加法噪声可以相互关联,相关噪声驱动的随机微分系统具有独特的性质,而数值模拟是研究这类系统一种强有力的方法。研究相关噪声驱动系统的数值模拟算法,分别就白噪声情形和色噪声情形作了讨论,得到了一种一阶数值模拟算法,并与已有文献的解析结果进行了对比。     

一种新的非线性叠加相干态的相位特性

根据Pegg-Barnett 相位定义,计算了一种新的非线性叠加相干态的相位概率分布函数和光子数-相位压缩效应,并进行了数值模拟.     

三能级Upper-ladder型系统中的

三能级Upper-ladder型系统中,在旋波、慢变振幅近似下,求解了考虑驱动场相位扩散后的系统密度矩阵运动方程,并给出了这个三能级梯型系统稳态线性解析解.利用对密度矩阵运动方程的稳态线性解析解的数值模拟结果,研究相位扩散对无反转激光增益、色散和粒子数差的影响;利用对密度矩阵运动方程的数值模拟结果,分析相位的扩散对无反...     

完备Buck-Sukumar模型的光子阻塞效应

Buck-Sukumar (BS)模型在一定的耦合强度处会出现能级塌缩现象.通过引入一个非线性光子项,定义了一个完备的BS模型,消除了能级塌缩.进一步通过计算二阶关联函数等物理量理解了非线性光子项与失谐量对该模型的影响.结果表明,在共振情况下,非线性光子项破坏了BS模型的能谱简谐性,可以在更大的耦合强度范围内产生单光子投影态,形成光子阻塞;而在非共振情况下,非线性光子项使非简谐的能谱在整个耦合区间都有定义,且正失谐促进光子阻塞,负失谐抑制光子阻塞.     

多模光力系统中的非传统声子阻塞

本文提出在多模光力系统中实现声子阻塞.多模光力系统由一个机械模和两个光学模组成.研究发现,当光学模与机械模同时受到外加驱动场作用时,即使在弱光力耦合条件下也可以实现声子阻塞效应,即非传统声子阻塞效应;给出了非传统声子阻塞效应出现的最佳条件.另外,发现通过调节外加驱动场间强度的比值和相位差可以控制声子的统计性质,这为实现可控的单声子源提供了一个有效方法.最后,讨论了热声子对非传统声子阻塞的不利影响,发现适当提高驱动场强度有利于观测非传统声子阻塞效应.     

Kerr介质中级联三能级运动原子与单模场的相互作用

讨论了Kerr介质中与级联三能级运动原子作用的单模场系统中光子的二阶关联函数,结果发现与原子运动速度、模场结构有关的参量ερ影响二阶关联函数G(2)(t)振动的周期;Kerr介质的三阶非线性极化率χ影响二阶关联函数G(2)(t)振动的振幅.     

具有时滞状态反馈的随机Van der Pol系统的动力学研究

研究了时滞及时滞反馈控制参数对Van der Pol系统极限环幅值的影响. 运用自适应的平均场近似方法给出了系统的线性化近似及系统参数Lyapunov稳定性的边界条件, 同时给出了Van der Pol系统的关联时间和功率谱密度的数值模拟结果. 通过与平均场近似下的解析结果比较后发现, 数值模拟结果和理论结果符合.进一步讨论了时滞反馈控制参数、噪声强度以及时滞对关联时间和功率谱密度的影响. 关键词： 平均场近似 关联时间 Lyapunov稳定性     

减光子压缩真空态的反群聚效应

利用玻色产生算符的逆算符及玻色湮没算符作用于压缩真空态来构造减光子压缩真空态,并通过计算减光子压缩真空态的二阶关联函数来讨论它们的光子反群聚性质。数值计算结果表明,在两种情况下所得到的减光子压缩真空态当湮没光子数k为奇数时均呈现出群聚效应,而当k为偶数时呈现反群聚效应。所呈现的反群聚效应对应的压缩参量η的取值区间与湮没的光子数k有关,在玻色产生箅符的逆算符的作用下随着k的增加,反群聚效应对应的压缩参量η的取值区间扩大,在玻色湮没算符作用下则相反。同时,作出二阶关联函数随压缩参量η变化的曲线来描述减光子压缩真空态所呈现的反群聚效应的变化特性。     

长光纤中拉曼光子时间模式的影响因素研究

在有损耗、色散和自相位调制的影响下,通过分段分析法计算了自发拉曼散射光子的二阶相关函数,研究了长光纤中脉冲光泵浦下自发拉曼散射的时间模式特性。研究结果表明：在无色散和自相位调制的情况下,自发拉曼散射光子的二阶相关函数不受泵浦光损耗的影响,仅由泵浦光脉宽和拉曼光子相干时间之间的比值决定,与自发参量下转换光子的二阶相关函数具有相同的表达式;在有色散和自相位调制的情况下,由色散和自相位调制共同引起的泵浦光脉宽变化,以及泵浦光和拉曼光子间色散致走离,使拉曼光子的时间模式发生改变。自发拉曼散射光子的二阶相关函数取决于光纤损耗系数、色散参数和初始泵浦光脉宽等因素,不再与自发参量下的转换光子相同。     

双模压缩场与V型原子相互作用光场的性质

研究了双模压缩真空场与V型三能级运动原子的相互作用,得到光场二阶相干度和模间相干度的解析表达式;通过数值计算分析了原子运动速度、场模结构参数和平均光子数对光场二阶相干度和模间相干度的影响.结果表明:平均光子数的增加使得二阶相干度和模间相干度显著增大;而原子运动速度、模场结构参数的增加虽然对光子聚束效应和反聚束效应的强度影响不大,却使其演化周期大大减小.     

基于光子晶体光纤的相位再生器的设计及优化

采用光子晶体光纤构成一个Sagnac环,在锁相本地振荡抽运源的驱动下,形成一个相位再生器,实现对差分相移键控调制信号的相位和幅度再生.理论推导了入射光信号经过相位再生器后的光场分布,讨论了不同入射信号光功率下,抽运光与信号光的相位差以及光子晶体光纤长度对信号功率增益的影响,给出了相位再生器的最优参数,数值模拟了信号再生前后的相位分布、强度分布及误码率,取得了很好的再生效果. 关键词： 光通信 相位再生 光子晶体 差分相移键控信号     

光腔中两原子共振荧光的相干性质

研究了置于光腔中的两个二能级原子，在强相干场驱动下的共振荧光光场的辐射场相干性质，发现在坏腔条件下，可以通过调节光腔与相干场的频率来提高一阶可见度和减小二阶关联函数.这是因为改变光腔与相干场的频率会引起原子修饰态布居数的改变，导致一阶可见度和二阶关联函数发生显著变化. 关键词： 光腔 两个二能级原子 一阶可见度 二阶关联函数     

超强频率梳激光场驱动下多光子共振谐波辐射的相位突变研究

本文从理论上研究了在双色频率梳激光场驱动下多光子谐波辐射光谱中的相位突变现象。我们利用Floquet理论非微扰地模拟了频率梳激光场与原子分子等量子系统的相互作用过程。谐波辐射信号是多光子偶极跃迁相干叠加的结果,通过调节频率梳激光场间的相对相位,可以相干地控制谐波辐射信号的强度。通过对谐波信号进行傅里叶变换,可以提取不同跃迁路径的相对相位信息。我们通过改变频率梳组激光场的强度和频率组分实现多光子跃迁频率,让其跨越共振跃迁频率时,谐波相位会发生突变。从而可以观测超强激光场驱动下量子系统共振跃迁频率的斯塔克能移。