基于量子点相干光学谱的马约拉纳费米子探测（英文）

研究了半导体纳米线/超导体复合结构中的马约拉纳费米子的存在情况,提出一种用相干光学谱探测马约拉纳费米子的全光学方法.将一束较强的泵浦激光和一束较弱的探测激光同时作用于半导体量子点,由系统的哈密顿量导出半导体量子点的相干光学谱.数值模拟结果表明,相干光学谱中呈现出由半导体量子点与马约拉纳费米子耦合诱导的明确的马约拉纳费米子迹象.半导体量子点与马约拉纳费米子之间的无接触性,避免了探测中杂质信号的引入.半导体量子点与马约拉纳费米子间的耦合强度和探测吸收谱中两尖峰之间的分裂宽度呈正比,可通过测量分裂宽度获得耦合强度,为耦合强度的确定提供了直观的测量方法.

激光混沌的广义同步

光学泵浦单模环形铵分子激光器能显示包括信周期分岔混沌 ,间歇性混沌以及类洛仑兹螺旋形混沌等各种混沌动力学特性 ,基于该激光器的混沌特性 ,作者设计了不同的实验研究耦合混沌系统间的相互作用 ,文中报道了研究结果 ,展示了以下方面的实验证据 :单向耦合混沌系统间的频率锁定及广义混沌同步双向耦合混沌激光模间的反位相频率锁定 ,反位相混沌同步以及完全严格混沌同步。通过分析所观察到的不同混沌同步形式 ,得出耦合混沌系统间同步的物理起源仍然是系统间的位相相互作用 。

1.55μm波长InGaAsP微盘半导体激光器的室温激射性质

经过外延生长和腐蚀分离后,直径为1～10μm的独立微盘激光器件分别被粘附在多模光纤的端面上。在室温条件下采用光学泵浦,对该类器件均实现了脉冲和连续激射,输出波长在1.5～1.525μm之间,在脉冲和连续输出下阈值泵浦能量分别为64和109μW,激射波长随着热效应增加而呈现红移现象。该类器件在未来全光网络和集成光路中具有良好的应用前景。

基于玻色凝聚^(87)Rb原子气体相位Ramsey干涉的磁场探测

基于玻色凝聚原子气体的磁场探测可兼顾高灵敏度和高空间分辨率.利用一维光晶格中玻色凝聚^(87)Rb原子气体F=1,m_(F)=1→F=2,m_(F)=-1(F为原子总角动量的量子数,m_(F)为F能级的磁量子数)的双光子跃迁,已实现基于相位Ramsey干涉的精密磁场探测.本研究利用交叉光阱中玻色凝聚^(87)Rb原子气体F=1,m_(F)=1→F=2,m_(F)=0的单光子跃迁,实验研究了频域Ramsey干涉、时域Ramsey干涉及相位Ramsey干涉,并基于相位Ramsey干涉评估了静态磁场测量的灵敏度和空间分辨率.通过对比上述3种Ramsey干涉的实验结果,发现相位Ramsey干涉可有效避免频域Ramsey干涉条纹的畸变和时域Ramsey干涉的退相干效应,从而提高静态磁场测量的灵敏度和准确度.在无磁屏蔽环境中,利用体积为(1.31±0.03)×10^(-9)cm^(3)的玻色凝聚^(87)Rb原子气体,获得了130 nT/√Hz的灵敏度,通过压缩原子气体制备时间和提高信号积累时间,灵敏度有望得到进一步提升.

马约拉纳费米子的研究进展

马约拉纳费米子遵循非阿贝尔统计,在拓扑量子计算和量子信息处理方面具有潜在的应用前景。过去十多年中,各种可能存在马约拉纳零模的复合低维凝聚态系统相继被提出,并通过各种电学手段探测到了类似马约拉纳费米子的信号,如半导体纳米线/超导体系统、铁原子链/超导结构、铁基超导复合系统,以及拓扑绝缘体/超导体异质结等,并且拓扑绝缘体可能存在马约拉纳费米子的提议备受关注。最近几年也在实验上观测到了类似马约拉纳费米子的信号。然而对于马约拉纳费米子在低维凝聚态系统中存在的确凿证据以及马约拉纳费米子实现的拓扑量子计算还有待研究。本文综述了在各种复合低维凝聚态系统中找寻马约拉纳费米子的方案,并对实验探寻马约拉纳费米子的电学方法进行了详细的阐述。当前马约拉纳费米子的理论研究和实验探测方案主要集中在电学测量方面,为了得到更确凿的马约拉纳费米子的证据,有必要提出可供选择的探测马约拉纳费米子的方法或模型。考虑目前在微纳尺度上的技术进展,结合复合微纳系统,通过引入光学泵浦-探测技术,提出一系列全光学探测马约拉纳费米子的方法。然后,对光学探测马约拉纳费米子,以及马约拉纳费米子诱导的相干光学传输进行了综述。最后,展望了在固态量子器件中马约拉纳费米子在拓扑量子计算上的应用前景。

Rb原子滤波器的实验研究

本文用热Rb原子进行了光学滤波的研究。将一束激光调谐到Rb原子D2线的F=1→F′=2共振吸收线上,使其泵浦Rb原子,实现原子布居极化(即将Rb原子制备到能级F=2上)。当一束信号光反向穿过该介质时,若信号光频率调谐到原子"吸收窗口"(D1线F=2→F′=2),该介质对信号光大量吸收,信号光透射率仅为0.14%;若信号光频率调谐到原子"透明窗口"(D1线F=1→F′=2),信号光透射率高于47.4%。这种极化的原子介质可以用来做光学滤波器。