基于类电磁诱导透明效应的极化转换滤波器

在太赫兹频段基于类电磁诱导透明效应(electromagnetically induced transparency,EIT)提出了一种高效率极化转化滤波器,通过非对称结构激励了多能级明模路径,在传统EIT干涉效应的基础上,获得了正交的圆极化转换窗口.通过两组具有相似共振频率的明模相互干涉产生透射窗口,然后构造非对称结构来实现TE和TM极化下的透射窗口偏移,从而实现双频点极化转换.该超材料的单元结构由4个开口T型金属谐振组成.通过分析表面电流分布、频率响应特性以及入射角特性,探究了其工作机理.研究结果显示,该设计在不同极化下实现了电磁诱导透明现象.随后,基于两个入射极化的EIT共振,在0.692 THz处实现了线极化到右旋圆极化转换和0.782 THz处实现了线极化到左旋圆极化转换,透射系数分别为0.7和0.68.这种基于EIT的极化转化具有低损耗和超薄的特点,在紧凑型天线、衍生雷达相控阵和军事工业探测器领域有潜在应用价值.

电磁诱导吸收和透明的可控切换

在一个非简并三能级梯型原子系统中,通过调谐探测场的强度,从理论和实验上研究了探测场通过铷原子蒸气的传输谱线。当探测场不再足够弱时,通过缀饰微扰链的方法推导了探测场响应的表达式并预言了电磁诱导吸收(electromagnetically induced absorption,EIA)的存在。实验上,在室温铷原子的D2线中,当弱探场状态切换到强探测状态时,不局限于单光子共振条件,电磁感应透明(electromagnetically induced transparency,EIT)向EIA的转换在探测场的不同失谐量处被实现。利用缀饰能级图分析了强的探测场和耦合场产生的二级缀饰态之间的相长干涉是EIA形成的主要原因。由于EIT和EIA的许多应用依赖于共振附近的异常色散,这个结果引入了控制色散符号的新能力。

V型三能级金刚石氮空位色心电磁诱导透明体系中孤子的存取

本文先构建一束弱探测场和一束强控制场所形成的V型三能级金刚石氮空位(NV)色心电磁诱导透明(EIT)模型,随后研究探测场在体系的线性吸收和非线性传播特性.结果表明,一旦开启强控制场,体系就会呈现出EIT窗口,且透明窗口的宽度随着控制场磁感应强度的增加而变宽.在非线性情况下,探测场能形成稳定传播的孤子,且可通过开启和关闭控制场的磁场实现孤子的存储和读取,可以有效地克服冷原子介质和量子点介质孤子存取的缺陷.值得一提的是,体系所存取孤子的振幅还可以通过控制场的磁感应强度来进行调节.

多模耦合在电磁诱导透明电磁特性中的应用

为了实现电磁诱导透明现象,设计一种基于超材料的同时磁场激发的明-明模耦合电磁诱导透明结构,结构由双U型环和双圆环组成。通过改变两类构造的几何参数,实现了在特定频率下的共振,并分析了基于硅基半导体和石墨烯的电控类电磁诱导透明结构。模型分析结果显示,当耦合距离从5.0 mm到6.0 mm时,双U型环和双圆型环的透射谱中未出现传输窗口。电控类电磁诱导透明结构实验表明,通过调节费米能级,可以有效地调控超材料的透射特性。当费米能级提升至0.5 eV时,透射峰的强度降至59%。研究结果为电磁诱导透明结构的设计和控制提供了理论基础和技术路线。

基于类电磁诱导透明超材料的可调谐慢光器件

提出并设计了一款能够调控类电磁诱导透明现象的超材料,其单元结构由矩形开缝谐振环和加载变容二极管的开缝金属线组成。当调节变容二极管的电容值时,类电磁诱导透明现象中谐振峰频率会随着电容值的减少往低频方向移动,且对应的幅度值逐渐降低;当电容值降至0.79 pF时,类电磁诱导透明现象消失。通过表面电流分布、双谐振子模型和等效电路模型对其物理特性进行了分析。结合仿真和实验结果证明了该超材料可调谐功能的有效性。通过计算该超材料在不同电容值下的群时延表明其具有良好的慢光效应,因此在设计可调谐的慢光器件中具有潜在应用价值。

太赫兹多波段类电磁诱导透明超材料的研究

本文设计了一种多金属横条超材料结构,在0.5~1.2 THz之间产生多波段类电磁诱导透明(EIT-like)效应,改变上层金属条之间的间距以及电磁波的入射角度,发现所设计器件具有角度不敏感的特性。将上层金属横条都替换成石墨烯材料后,通过改变加载在石墨烯上的电压,可以调节EIT窗口,在慢光器件方面有潜在应用。

多引脚巨原子嵌套耦合于波导系统的电磁诱导透明现象

提出了一个由多引脚巨原子嵌套耦合到微波传输线的理论模型.利用该模型,计算模拟了光子通过波导的总透射率,由此得到巨原子与波导耦合点间的距离对光散射特性的影响.在此基础上,得到了类电磁诱导透明现象.该现象对光量子开关的理论研究和实验设计具有重要的意义.

石墨烯超材料大角度电磁诱导透明效应研究

电磁诱导透明效应作为一种量子现象,在慢光效应、非线性器件等方面有潜在的应用价值。本文设计一种椭圆形石墨烯环形跑道结构,通过时域有限积分法分析结构的传输特性。通过分析结构单元的不同部分,得到该结构为双明模耦合得到电磁诱导透明效应。通过分析电场分布,解释了该电磁诱导透明效应产生的物理机理。分析入射角和石墨烯化学势对该结构的透射率的影响,得到大角度和可调谐的电磁诱导透明效应。该研究结果在光存储、慢光器件以及太赫兹传感等方面有潜在的应用。

极化不敏感超材料的类电磁诱导透明特性研究

设计了一种由两个金属圆环构成的类电磁诱导透明超材料,该超材料具有极化不敏感的特性。利用CST Microwave Studio软件仿真得到了该超材料的电磁波透射曲线,在原本不透明的传输窗口得到了透射率为90%的传输峰,证明所设计的超材料具有类电磁诱导透明特性。研究了基板厚度、介电常数以及金属圆环宽度对该超材料传输特性的影响,并进一步研究了三圆环超材料的电磁特性。结果表明,该结构可以产生双透射峰的类电磁诱导透明现象,且对入射电磁波仍然具有极化不敏感特性。

基于电磁诱导透明的人工表面等离激元片上传感器(特邀)

利用排布在人工表面等离激元传输线两侧的微结构谐振组实现了波导类电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)效应,并基于此开发了结构紧凑的片上传感器。根据电场分布的特性,发现片上类EIT效应的传感工作机理主要是利用暗模谐振器内部的强局域化电场对周围介质的敏感程度,能够反映到EIT特征频率的偏移量和谐振幅度的变化。进一步地,详细仿真了待测物的折射率、正切损耗、厚度、半径等参数变化对EIT透明窗口的响应规律,发现该片上传感器在1.26~1.79折射率变化范围下的灵敏度可达1.12 GHz/RIU,传感品质因数值为5.45。实验中通过对三种食用油进行传感测量,验证了所提出的基于类EIT效应的片上传感器具有高灵敏度、无标记检测和实验灵活的特点。

探测功率展宽效应引起的电磁诱导透明向电磁诱导吸收的转化

本文对准L型四能级系统中探测功率展宽效应引起的非线性效应进行了理论研究.准L型四能级系统包括三个基态精细结构能级和一个激发态能级,除光学耦合场和探测场分别激励一个基态精细结构能级和激发态能级之间的跃迁外,附加了一个射频驱动场作用于其中一个基态精细结构能级和另一个新的基态精细结构能级之间,并通过与耦合场驱动共同能级建立量子相关性.研究结果表明,在射频驱动场的辅助激励下,探测功率展宽效应不仅可以使EIT的线宽增宽,还能引起吸收曲线中的类色散特性,使EIT最终变化为EIA.

类电磁诱导透明效应在硅基微环谐振腔中的实现与优化

为在硅基光波导上实现类电磁诱导透明效应,设计并加工了基于绝缘体上硅的串联双环结构.通过300℃到1 200℃热氧化退火、缓冲刻蚀液湿法腐蚀以及1 000℃高温氮气退火等波导结构的后期处理,利用垂直光栅耦合的方式输入及输出信号,观测到了类电磁诱导透明效应.分析了两环间不同间距对类电磁诱导透明效应的影响,结果表明:工艺中单环Q值达到5.1×104,类电磁诱导透明效应透明峰的带宽约为500MHz.

基于Rb原子电磁诱导透明的量子干涉实验研究

报道了基于85RbD2 线电磁诱导透明 (EIT)的量子干涉现象 ,发现当一耦合光和探测光之间满足拉曼共振条件时出现电磁诱导透明现象 ,在某些条件下也观察到电磁诱导吸收 (EIA)。而当用一束耦合光和一束泵浦光共同作用于 5S1/ 2 ,F =3→ 5P3 / 2 ,F′ =3和 5S1/ 2 ,F =3→ 5P3 / 2 ,F′ =4能级上时 ,探测光的吸收谱表现出三峰结构 。

级联准Λ-型四能级系统电磁诱导透明特性

双场作用下的Λ-型三能级系统是研究电磁诱导透明(EIT)的基本模型,在此基础上,引入强微波驱动场作用于该系统的激发态能级与另一激发态能级间,就构成了三场作用下的级联准Λ-型四能级系统。通过求解系统的密度矩阵方程,分别研究了耦合场和微波驱动场对系统吸收特性的影响。在耦合场和微波驱动场共同作用下,系统的探测吸收谱呈现为Autler-Townes双峰与EIT的叠加,可以用缀饰态理论对此做出合理解释。研究结果表明,Autler-Townes双吸收峰来自于强微波场与系统的相互作用,EIT来源于耦合场与系统的量子相干相互作用。

电磁诱导对葛根素结晶速率、晶体形貌及纯度影响研究

对醋酸-乙醇、乙醇-水、异丙醇中的葛根素进行电磁诱导结晶,用扫描电镜观察结晶颗粒的微观形貌,并利用高效液相色谱进行纯度检测,结果表明:在0.24T磁场诱导下,葛根素结晶速度加快;晶体纯度均有提高;在异丙醇中电磁诱导结晶,可得纯度达99.5%的超纯品,而且在同一溶剂系统,电磁诱导下能获得均匀且排列规则、有序的晶体。

倒Y型四能级原子系统中电磁诱导透明的相干控制

研究了倒Y型四能级原子系统中相干控制电磁诱导透明.应用微扰理论给出一阶近似条件下,不同控制场原子系统对探测光场响应的解析式及电磁诱导透明窗宽度的解析式.在探测场为弱场时,分析了系统中控制光场强度、耦合光场强度及其失谐量对电磁诱导透明窗的影响.研究发现电磁诱导透明窗随控制光场强度的增强变宽,而随耦合光场强度的增强变窄,当探测光场与耦合光场偏离双光子共振时,透明窗外的吸收增加,透明窗变宽.在弱探测场、弱控制场条件下,分析了初始时刻原子处在相干叠加态时的相对相位、相对强度与探测场和控制场的相对相位等对系统吸收特性及透明窗的影响.结果表明探测场与控制场的相对相位对吸收的影响与相干叠加态中两能级之间几率幅的相对相位对吸收的影响作用相反,系统在两下能级干涉极大时,存在一个很宽的透明带.应用缀饰态理论和量子相干理论对所得结果进行了解释.

室温原子气室中基于电磁诱导透明和吸收效应的微波电场测量

基于里德堡原子的量子干涉效应,对微波电场的溯源进行测量.该方法使用室温铷原子气室作为探头,通过对双光子电磁诱导透明、三光子电磁诱导透明和三光子电磁诱导吸收效应的Autler-Townes分裂进行理论分析,并讨论了原子散粒噪声的测量极限.该方法不仅适用于微波电场的可溯源、自校准测量,还可被用于微波电场的亚波长成像以及矢量测量,将为进一步实现原子微波探头的小型化和集成化提供参考.

冷^(85)Rb原子D_2线电磁诱导透明的实验研究(英文)

对85Rb原子D2线三能级系统的电磁诱导透明进行了详细的实验研究。得到了不同耦合强度下探测光的吸收线型, 并对气室中热原予与磁光阱中冷原子的电磁诱导透明光谱进行了比较。

电磁诱导透明现象的研究进展

综述了近年来著名的电磁诱导透明(EIT)现象的研究进展,对这一现象的物理机制进行尝试性探讨;并对电磁诱导透明现象与强电磁场作用下的动态Stark分裂现象进行了比较.结果表明,上述2种现象的物理机制具有微妙差别.

双明模耦合的双波段类电磁诱导透明研究

本文设计了一种双层开口方环和双C型结构的超材料结构,在太赫兹波段具有双波段的类电磁诱导透明效应.该结构在1.438 THz和1.699 THz处出现透射峰.通过电磁场分布分析讨论产生双频带电磁诱导透明的原因,利用等效电路分析方法进一步解释了超材料中的类电磁诱导透明效应.研究了超材料开口方环的开口大小和双C型结构距离以及改变入射角度时对透射窗口的影响,结果发现在改变入射角度时,所设计材料透射谱线变化较大,表现出对角度的高敏感性.同时,改变环境的介电常数可以得到该结构的透射谱产生明显的红移.以上研究结果表明该结构在角度滤波器,折射率传感器等器件中有潜在的应用.