微纳光子结构中光子和激子相互作用

微纳光子结构中超强的光场局域给光和物质相互作用带来了新的研究机遇.通过设计光学模式,微纳结构中的光子和激子可以实现可逆或者不可逆的能量交换作用.本文综述了我们近年来在微纳结构,尤其是表面等离激元及其复合结构中光子和激子在强弱耦合区域的系列研究工作,如高效可调谐及方向性的单光子发射,利用电磁真空构造增强光子和激子的耦合等.这些工作为微纳尺度上光和物质作用提供了新的物理内容,在芯片上量子信息过程及可扩展的量子网络构建中有潜在应用.     

Enhancing coupling coefficient in a hybrid nanotoroid–nanowire system

Enhancing light–matter interaction in cavity quantum electrodynamics has aroused widespread interests in on-chip quantum information processing. Here, we propose a hybrid nanotoroid–nanowire system to enhance photon–exciton interaction. A nanoscale gap is formed by placing a dielectric nanowire close to a dielectric nanotoroid, where the coupling coefficient between photon and emitter can achieve 5.55 times of that without nanogap. Meanwhile, the cavity loss and spontaneous emission of the emitter will remain at a small value to guarantee the realization of strong coupling. The method might hold promise for the research of nanophotonics,quantum optics, and novel optical devices.     

基于光纤光栅倏逝波传感器的成品油挥发气体温度检测

由于具有易燃、易爆特性,故成品油挥发气体的温度检测具有重要的实际意义,而作为绝缘器件的光纤光栅传感器在此传感领域具有天然的优势。本文在实验上设计了一种基于腐蚀光栅(Etched Fiber Bragg Grating)的温度传感器,并将其用于空气、柴油和汽油挥发气体的温度测量。推导了腐蚀光栅的反射波长随温度变化的理论表达式,并与实验现象进行了对比。理论结论与实验结果吻合。同时实验发现,气体的温度变化与光栅波长的漂移量呈现良好的线性关系,表明FBG倏逝波传感器完全适用于测量成品油挥发气体的温度。