相干场和信号场对四能级负折射率原子系统的影响

根据Thommen等人提出的四能级高密原子气体模型[20],应用强相干场,实现了电磁诱导左手效应并伴随着零吸收高折射率。同时,研究了外加相干场、信号场及失谐对左手效应的影响。结果发现,介质的介电常数和磁导率同时为负的频段(即双负频段)随着相干场和失谐的Rabi频率的增加而变宽;同时,随着相干场Rabi频率的增加,介质出现了零吸收,并且在零吸收点附近出现了高的负折射率。然而,信号场如果过大,相反地会增加吸收,并且双负频段也会减小。

利用相干制备的三能级原子介质实现低噪声弱光相位操控

我们发现利用相干制备的三能级原子介质可实现低噪声弱光相位操控.基于两波混频效应,相干制备的原子系统在弱光相位操控方面有许多新特性,例如宽频范围内无损常数相位的实现以及无附加相位的吸收与放大等.通过同时锁定抽运光的光强和双光子失谐,我们发现探测光的吸收为零,且探测光的相位对于频率的变化十分缓慢,因而可以通过选择适当的系统参数在很宽的频率范围内实现无损π相位操控.同时,利用该系统我们可以在单光子水平下实现低噪声、无损的量子相位门,这个系统在光通信和信息处理领域有着重要的应用价值.

强磁场驱动下的石墨烯中量子光学现象及其应用

强磁场驱动下的单层石墨烯拥有奇特的电子和光学性质,具体包括线性的色散关系、无质量的Dirac低能电子、电子态的手征性和特殊的带内跃迁选择定则。这些性质已经涉及到量子光学和固体材料科学领域,也为相干光学和非线性光学的应用提供了基本素材。本论述从理论的角度,运用量子力学的方法求解密度矩阵和Maxwell传播方程,并在磁场驱动下的石墨烯中得到各种光学效应。更具体的说是外加电磁场与量子化的Landau能级发生相互作用,不仅使得这些Landau能级之间的电子态产生量子相干和量子干涉效应,而且带来了明显的线性和非线性光学回复。此外,还将以太赫兹(THz)检测、脉冲的相干调控、增强的非线性、光学孤子、四波混频和超Raman散射这几个具体的实例,来介绍如何实现强磁场驱动下的石墨烯的光学效应。

基于偶极阻塞效应的单光子水平电磁感应透明

对量子化的探测场在一维超冷里德伯原子样品中的传播特性进行研究。基于偶极阻塞效应,四能级原子的稳态电磁感应透明(EIT)光谱表现出典型的单光子水平的非线性现象:未饱和之前,探测场透射率和光子关联依赖于探测场强度。调整两个经典控制场的单光子失谐,能够实现对非线性EIT行为的灵活操控。通过改变拉比频率比例,可观察到四能级原子系统到三能级梯形原子系统的非线性EIT转变。

准周期演化量子行走中的纠缠关联

研究了随相位位置变化的量子行走的性质,以及硬币和行走者之间的纠缠度。行走者回到原点的概率以及位置方差随演化时间呈准周期性变化,这种量子行走即为准周期演化量子行走。通过纠缠熵度量硬币和行走者之间的纠缠关联。数值计算表明纠缠熵与系统初态、演化步数以及相位因子有关。选择合适的硬币操作,纠缠熵随着演化步数呈现准周期性变化。对于给定的初态,选择适当的相位因子和演化步数,可使硬币与行走者处于最大纠缠态。