频率非简并第I类自发参量下转换纠缠光子对量子特性

理论研究了频率非简并第I类自发参量下转换过程中产生的纠缠光子对的量子特性,且与频率简并的情况做了对比.通过纠缠光子对的联合谱强度分析了纠缠光子对的光谱特性及纠缠特性;通过洪-区-曼德尔干涉仪和马赫-曾德尔干涉仪分析了纠缠光子对的量子干涉特性.结果表明:脉冲泵浦作用下,由于频率非兼并使得相位匹配函数不对称,导致两纠缠光子可区分,量子干涉可见度减小.随着泵浦脉冲频宽的增加,这种效应更加明显.连续激光泵浦时,相位匹配函数是对称的,得到最大的纠缠度和量子干涉可见度.该研究为频率非简并纠缠光子源在各种量子信息方案中的应用提供理论指导.     

Sagnac光纤环制备并分离简并关联光子对的实验研究

光纤中自发四波混频过程产生的频率简并关联光子对是实现量子信息处理和高精密测量的重要资源.Sagnac光纤环是制备简并关联光子对的典型装置,利用环中的对向传播光子对在50/50分束器的量子干涉,实现两个孪生简并关联光子的空间分离.本文利用两束不同波长的脉冲光抽运由300 m色散位移光纤和50/50分束器组成的Sagnac光纤环,通过环中单模光纤色散引入的相位差控制光子对的对向传播相位差,获取了空间模式分离的窄带简并关联光子对.     

非简并双光子微脉塞的发射几率

将简并双光子微脉塞的量子理论推广到非简并情形, 给出了原子发射几率的解析表达式并且分析了相应的性质.发现由于在微脉塞中存在两种腔场模式,导致有两个自由度来改变原子在经过腔场时所受到的势场,因此非简并双光子微脉塞的发射几率的行为不同于简并双光子情况下的发射几率.     

光子晶体光纤模式的简并特性研究

应用光子晶体光纤（PCF）的全矢量模型，根据对称性分析，按照最小波导扇面及相应的边界条件，将PCF中的模式进行了分类，并将PCF中的模式类比阶跃光纤来命名. 分析表明，PCF中的模式或者为非简并的，此时能够反映波导结构对称性；或者为简并对，必须二者组合才反映波导结构的对称性. 当简并对中的两个模式都具有与PCF波导结构相同的对称性时，简并将被击破而形成两个非简并模. 关键词： 光子晶体光纤 模式 简并     

缀饰原子系统中双光子共振非简并四波混频

本文研究了缀饰原子系统中的双光子共振非简并四波混频.理论上我们研究了多普勒增宽的四能级系统中耦合光场对双光子共振非简并四波混频的影响,发现加入强耦合场后,非简并四波混频频谱出现Autler-Townes分裂;在不同双光子共振失谐时,由于量子干涉双光子共振非简并四波混频的信号能够被抑制或增强.实验上我们在Ba原子蒸汽中,通过引入基态6s2和自电离里德堡态6pnd之间的原子相干证实了该现象.本方法提供了一种不仅可以测得共振频率和横向弛豫,而且可以测得两个高激发原子态之间的跃迁的偶极矩阵元的新的光谱学工具.     

由光子晶体局域模对称关系分析其简并性

使用平面波展开法计算了二维正方格子介质柱光子晶体在改变中央介质柱半径的情况下谐振腔的模式，根据所计算的局域模式场分布的对称关系，研究了二维光子晶体谐振腔模式的简并性.结果表明：具有C4v对称群光子晶体谐振腔，存在着二重简并偶极模和二重简并六极模，同时也存在非简并单极模和四极模，二重简并模的90°旋转态与其形成简并对.模式的简并与非简并可以直观地通过考察模式场分布的对称关系而得到.     

表面等离激元体干涉制备纳米光子晶体的模拟分析

利用表面等离激元短波长和近场增强效应的特性,用多束P偏振态相干光激发表面等离激元(SPPs),并优化干涉光刻的曝光参数,可获得高分辨率、高对比度周期性纳米结构.阐述了多束SPPs干涉法制备纳米光子晶体的原理,并得到了干涉场强度分布随光束增加的关系.随着干涉SPPs数目的增加,干涉场会复杂变化,对此进行了计算机模拟.模拟了三束SPPs和六束SPPs干涉的强度分布,并分析了调制技术干涉曝光结果,该方法适合光电子器件中大范围亚波长的周期性孔阵或点阵结构的制作以及纳米量级光子晶体的的制作,并可以有效降低制作成本.     

光学总论

量子光学O431.22006020801非简并双光子微脉塞的发射几率=Emission probability ofa non-degenerate two-photon mazer[刊,英]/胡明明(上海交通大学物理系.上海(200240)),欧永成…∥光子学报.—2005,34(12).—1872-1875将简并双光子微脉塞的量子理论推广到非简并情形,给出了原子发射几率的解析表达式并且分析了相应的性质。发现由于在微脉塞中存在两种腔场模式,导致有两个自由度来改变原子在经过腔场时所受到的势场,因此非简并双光子微脉塞的发射几率的行为不同于简并双光子情况下的发射几率。图1参4(严寒)O431.22006020802Tavis-Cummings…     

非水溶性光致聚合物光子晶体的研制

报道了一种新型的利用激光全息技术制作光子晶体的记录材料,即自制的非水溶性光致聚合物.用绿光作为光源对材料性能参量做简单测试,经测试其衍射效率可达85%,在波长为514.5 nm处拥有较高的吸收率,且该材料的后处理过程简单,只需热烘.利用Matlab简单模拟全息法制作光子晶体的过程,经模拟得到干涉的光束越多,光子晶体的晶格结构越复杂.设计了制作二维、三维光子晶体的实验光路,分光元件分别为掩模板和去顶棱镜.实验结果表明,利用非水溶性光致聚合物可制作大面积、大体积、耐高温和高强度的二、三维光子晶体,且其晶体结构与Matlab模拟的结果基本一致|利用非水溶性光致聚合物作为记录材料时,光路的搭建是影响实验结果的重要因素.     

引入量子干涉的双光子共振非简并四波混频

研究了级联四能级系统中双光子共振非简并四波混频(NFWM)由于加入耦合光场而产生的量子干涉效应，发现在强耦合场作用下NFWM频谱呈现AT劈裂，它反映的是两个缀饰态的能级.量子干涉还使NFWM信号被抑制或增强.此方法牵涉到三光子共振，因此可以成为研究原子或分子高激发态的有效光谱学工具. 关键词： 四波混频 量子干涉     

非共面多光束干涉及其在制作周期性微结构中的应用(Ⅰ)--一般分析及二维周期结构

非共面多光束干涉可以在空间形成二维或三维周期性强度分布,从而被用来制作二维或三维光子晶体.本文将对此课题的相关物理基础进行较为系统的分析和讨论,为沟通基础物理与近代物理的联系,理解光子晶体这一重要的前沿课题从一个侧面打下基础.本文第一部分首先简要介绍了此领域的相关背景,然后给出非共面多光束干涉的一般分析,最后着重讨论了非共面三光束干涉所形成的二维周期性空间结构,包括结构类型、光束设计及偏振最佳化等问题.     

纠缠相干态光场驱动下∧-型三能级原子的辐射谱

采用时间演化算符方法,研究∧-型=三能级原子与纠缠相干态光场共振相互作用的辐射谱.给出了辐射谱一般公式,并讨论在纠缠相干态光场驱动下的辐射频谱结构.结果表明,无论下能级简并与否纠缠相干态光场平均光子数很小时均出现拉比分裂,且强度随双模光场纠缠程度的增加而增加.当两下能级简并时,若两模场的平均光子数较小,辐射谱呈现对称多峰结构,若两模场的平均光子数较大,辐射谱呈现对称五峰结构.当两下能级非简并时,若两模场的平均光子数较小,辐射谱呈现对称多峰结构.若两模场的平均光子数较大,辐射谱呈现对称十峰结构.纠缠相干光与非纠缠相干光辐射谱的本质差别有两点:一是双模光场强量子关联导致纠缠度越强拉比峰强度越高;二是存在纠缠时由于两模场相干性导致辐射谱呈现对称多峰结构.     

非密堆积TiO2空心微球光子晶体的制备与能带分析

利用胶体自组装、高温烧结和HF酸刻蚀技术,制备了SiO₂微球非密堆积面心立方(FCC)结构的胶体晶体,并以此为模板,利用溶胶凝胶方法和NaOH湿法刻蚀技术制备了TiO₂空心微球非密堆积FCC结构光子晶体.利用电子显微镜分析了晶体的结构,用平面波展开法对该结构进行了能带计算与分析.计算结果表明,制备的TiO₂空心微球非密堆积FCC结构光子晶体在低能区的第二、第三能带之间除布里渊区的W点仍保持简并外,其余各点简并都已经消除. 关键词： 空心微球 非密堆积 光子晶体 光子带隙     

双负介质对光子晶体透射能带谱的简并效应研究

利用传输矩阵法理论,通过数值计算模拟的方法,研究双负介质对一维光子晶体透射能带谱的影响。结果表明:当C介质由双正介质变成双负介质时,光子晶体(CBAABC)n的禁带、能带和光子晶体(AB)m(CBAABC)n(BA)m的透射峰均出现明显的简并现象,即前者相邻多禁带和多能带结构简并为较宽的单禁带和单能带结构,后者的透射峰由2n+1条简并成2n-1条;当双负介质C的光学厚度负值减小时,光子晶体(AB)m(CBAABC)n(BA)m的透射峰向禁带中心靠拢,出现简并趋势。双负介质对光子晶体透射能带谱的简并效应,为光子晶体设计光学滤波器件、光学开关等提供参考。     

基于相关光子的多模式空间相关性定标光电倍增管的量子效率

从理论和实验上介绍了一种基于相关光子的多模式空间纠缠特性新型定标方法,实现了光电倍增管的量子效率绝对定标。该方法利用355 nm连续紫外激光器抽运BBO非线性晶体,不仅制备了一对710 nm/710 nm的简并相关光子和一对700 nm/720 nm的非简并相关光子,并且定标了光电倍增管的量子效率。同时介绍了实验原理和定标装置,并且对定标结果进行了不确定度分析。结果表明,利用相关光子的多模式相关性光辐射定标方法的相对合成不确定度小于4.7%。基于相关光子多模式空间相关性获得光电倍增管的量子效率,修正后并与出厂检测结果进行了比对,信号光通道的相对差异分别为10.3%、10.2%,空闲光通道的相对差异分别为12.9%、8.95%。初步验证不依赖时间符合测量的方法,只需对两路的光子计数进行统计,即可实现探测器量子效率的绝对定标。     

三平行光子晶体单模波导的耦合特性及其应用

将三光子晶体单模波导的相互耦合看成一个多模干涉系统.本征模的色散曲线相交或近于相交并出现简并模，简并模之间存在强烈耦合并导致模式的分布方式发生转变.多模干涉系统中，不同波长的光波能量在传输过程中由于相干而具有不同的空间输出行为，在近简并点处多模之间的相干解除，能流限制在原输入方向，不发生转移.三光子晶体单模光波导的这种特性可用来制作波分复用或解复用器件. 关键词： 光子晶体波导 简并模 多模干涉 波分复用或解复用     

非水溶性光致聚合物光子晶体的研制

报道了一种新型的利用激光全息技术制作光子晶体的记录材料,即自制的非水溶性光致聚合物.用绿光作为光源对材料性能参量做简单测试,经测试其衍射效率可达85%,在波长为514.5 nm处拥有较高的吸收率,且该材料的后处理过程简单,只需热烘.利用Matlab简单模拟全息法制作光子晶体的过程,经模拟得到干涉的光束越多,光子晶体的晶...     

非简并双光子光学双稳态理论研究

本文用量子的方法导出适用于任意中间偏调的非简并双光子双稳态方程.着重研究有实际意义的中间态偏调为零的纯吸收型双稳态.讨论了二模运转的不对称现象和三稳态双间隙的新现象.指出它们是由于原子能级的不对称引起的.还论证了如何利用一个模控制另一模的双稳特性.在中间态偏调小的情况下,非简并双光子多稳态运转要求的入射光强与单光子双稳运转时的一样.这就为多稳运动的实现指出一条可行的道路.     

压缩真空库场中二能级原子的非简并双光子荧光谱

利用投影算符技巧从刘维方程出发导出了二能级原子约化密度算符主方程，研究了压缩真空库场中二能级原子的非简并双光子荧光谱特性.发现与真空库或热库中双光子荧光不同，在非简并双光子情况中存在一种新型振荡现象，它具有上下两个阈值，在上下阈值之间原子发生振荡，在两阈值之外原子将不发生振荡.在两阈值之间原子的非简并双光子荧光谱呈现正峰结构，在两阈值之外双光子荧光谱具有负的峰结构.光谱形状强烈地依赖于双光子自然线宽，但光谱是非相敏性的，这是未曾预料到的. 关键词：     

计算机模拟偏振对激光全息的影响

通过计算机对多束激光相干产生的空间干涉光场进行模拟,归纳出光束偏振态改变时,激光相干产生光学晶格效果的变化规律,提供了激光全息技术中激光束偏振态的最佳组合,使激光全息技术制作理想的亚微米单晶结构更方便快捷.还通过实验验证了理论模拟结果,实验结果与计算机模拟结果完全一致 关键词： 激光全息技术 偏振态 光学晶格 光子晶体