一维Kerr非线性光子晶体中的场分布

研究具有Kerr非线性的一维光子晶体中场的分布 .计算光子晶体中加入Kerr非线性材料后 ,入射光强对光子晶体中场分布极大值位置的调制 ,发现随着光强的增加 ,峰值位置向入射端移动 .同时 ,由于非线性的作用 ,随着光强的变化 ,线性光量子阱中的电磁本征模将进入线性带隙 ,带隙中将出现没有线性本征模对应项的新孤子类电磁模 .

含Kerr非线性的一维光子晶体中的类孤子

研究了含Kerr非线性的一维光子晶体中的类孤子。计算了光子晶体中加入Kerr非线性材料后,类孤子和入射光强、Kerr系数以及线性势阱的关系。随着线性势阱的降低,对应于在线性带隙中开始出现类孤子本征模所需要的最小入射强度也降低,即降低了非线性阈值;尽管非线性是产生类孤子的根本原因,但非线性系数对产生类孤子及孤子环中环的影响不如线性势阱高度的影响显著。

基于弱Kerr非线性相互作用的近乎确定性可控量子隐形传态(英文)

基于cross-Kerr非线性相互作用,提出了一种近似确定性的可控量子隐形传态方案。利用量子非破坏性测量技术较容易地实现了复杂的控制非操作和贝尔态分析过程,这使得此方案比以往使用投影测量的隐形传态方案效率更高,进一步分析表明方案在现有的实验条件下是切实可行的。

Kerr非线性对一维光子晶体中场分布的调制

本文研究Kerr非线性对一维光子晶体中场分布的影响。计算光子晶体中加入Kerr非线性材料后,入射光强及频率对光子晶体中场分布形态的调制。当入射光强较小时,场分布的节点个数随光量子阱中束缚态频率的下降而增加;当光强足够强时,节点情况不会发生本质的改变,但由于非线性的作用,波峰会发生分裂。

电磁感应透明与Kerr非线性效应的增强

从理论分析了N型四能级原子系统中自发产生相干及外加激光场的强度变化对电磁感应透明和Kerr非线性效应的影响.结果发现,自发产生相干的存在能够使得Kerr非线性显著增强,随着其增强,Kerr非线性的峰值逐渐增强且进入电磁感应透明窗口内.此外,在自发产生相干系数极大时与不存在时相比,Kerr非线性能够增强10倍.研究还发现,减小耦合场和控制场强度之间的比值也能够增强Kerr非线性.

利用暗态共振之间的相互作用提高Kerr非线性

分析了利用双暗态共振之间的相互作用提高Kerr非线性的方案,采用微扰理论和密度矩阵方法导出三阶极化率实部随外加相干驱动场失谐量变化的关系.结果表明,随着相干驱动场失谐量的增加,双暗态共振之间干涉使得Kerr非线性的最大值也随之变大且逐渐进入电磁感应透明窗口,并使用缀饰态理论对其产生的机制给予相应的解释.证明了在具有双暗态共振的四能级原子系统中获得无吸收巨Kerr非线性实现的可行性.

用弱交叉Kerr非线性实现光子极化纠缠Bell态的完全区分

基于相干态和信号位的光子数态与弱交叉Kerr非线性相互作用后,会在相干态上产生相位变化,并结合极化分束器构造了一个奇偶校验测量装置.用零差探测器对相干态的相位变化进行测量,实现对Bell态的非破坏区分.再利用控制非门和斜置的极化分束器对两信号位光子进行控制非操作和单光子测量,完成对四个Bell态的完全区分.用到的弱交叉Kerr非线性增加了区分方案在实验上实现的可行性.

拉曼共振四能级原子系统中的有效交叉Kerr非线性

提出了利用四能级原子系统与三个电磁场相互作用获取有效交叉Kerr非线性的方案.应用微扰理论和密度矩阵方法,得到了三阶极化率与外加电磁场失谐量的变化关系.结果表明:当两个弱探测场的失谐量达到拉曼共振时,可以获得一个大的交叉Kerr非线性磁化率,且自Kerr非线性极化率和线性极化率为零.证明了在具有拉曼共振的四能级原子系统中获得无吸收有效交叉Kerr非线性的可行性.

RY型四能级原子系统中增强的交叉Kerr非线性

在理论上研究了RY型四能级原子系统中的交叉Kerr非线性效应。采用微扰理论和密度矩阵方法导出三阶极化率实部随外加的相干耦合场强度和原子两基态间的无辐射衰减系数之间的关系。结果表明,在双光子Raman共振处,通过减小原子两基态间的无辐射衰减系数和提高外加的相干耦合场的强度,可以获得无吸收增强的交叉Kerr非线性效应。该研究结果在全光学开关上有着重要的应用潜力。

利用电磁诱导透明建立强Kerr非线性和光子开关的单光子失谐容限

在三能级介质中,产生电磁诱导透明的条件是双光子共振,对单光子失谐没有限制.本文得到的结果显示:将微扰引入电磁诱导透明产生强非线性光学效应时,给单光子失谐带来明显限制.具体来说,当电磁诱导透明效应用于制备强Kerr非线性介质和设计光子开关时,单光子失谐量的取值范围应远小于耦合场和信号场的强度比与微扰跃迁的失谐量或衰减速率之积.

利用交叉Kerr非线性产生多光子极化纠缠W态

提出了一个方案,通过使用交叉Kerr非线性来产生极化纠缠的多光子W态.这一方案利用了可控的条件旋转和零差测量.此方法具有高的成功几率和接近1的保真度.

利用Kerr非线性制备压缩态的叠加态和纠缠态

本文提出了一种制备压缩态的叠加态和纠缠态的实验方案，该方案涉及单光子源、光学分束器、单光子探测器、以及交叉Kerr非线性介质等。研究发现，与制备相干态的叠加态和纠缠态相比较，制备压缩态的叠加态和纠缠态所要求的交叉Kerr非线性系数较小。这一结果有着重要的实际意义，因为利用Kerr非线性制备相干态的叠加态和纠缠态的困难之一就在于一般介质的交叉Kerr非线性系数太小。

Y型四能级系统中电磁感应透明和巨Kerr非线性效应的研究

在Y型四能级原子系统中理论分析了外加相干控制场的强度变化对电磁感应透明和Kerr非线性效应的影响。结果发现:当外加的耦合场和抽运场的强度从相等变得不相等时,原子系统对探测场的吸收曲线从一个透明窗口逐渐变成了具有两个透明点的增益区间,透明点的位置、增益值的大小以及增益区间的宽度都与变化着的外场的拉比频率密切相关;当两个外场强度较弱并且相对强度减小时,Kerr非线性效应有所增强但同时伴随有吸收;而当两个外场的强度较强并且相对强度增大时,Kerr非线性的峰值也随之增大并且逐渐与透明点对应,即获得了无吸收巨Kerr非线性效应。研究还发现,抽运场的强度变化对Kerr非线性增强的影响作用较耦合场要大。

四能级原子系统中量子相干增强的Kerr非线性效应的研究

应用密度矩阵方程计算了四能级原子系统中三阶非线性极化率随信号光和探针光频率失谐的变化关系。结果表明,由于量子干涉对信号光强度的敏感性,使四能级原子介质的交叉Kerr非线性作用大大增强,与三能级系统相比,四能级原子介质的Kerr非线性系数可增强两个数量级。

四能级Tripod-型原子系统中量子相干导致的交叉Kerr非线性效应

计算了四能级Tripod-型原子系统中探针光极化率随其频率失谐量的变化曲线。结果表明,当触发光作用于该系统的一个共振跃迁能级时,可使探针光的吸收和色散在其电磁感应透明(ElectromagneticallyInduced Transparency,EIT)窗口(由耦合光产生)处发生显著变化。随着触发光Rabi频率的增加,探针光在EIT窗口的吸收显著降低,色散显著增加。这种由触发光引起的探针光极化率的变化对应着三阶Kerr非线性光学效应,这一效应在偏振量子相位门中有着潜在的应用价值。

Kerr非线性对一维光子晶体能带的影响

研究Kerr非线性对一维光子晶体的能带的影响 .光子晶体中加入Kerr非线性材料后 ,光子晶体的带边可随局部光强调制 .由于带边随光强变化 ,线性光量子阱中的电磁本征模将进入线性带隙的频率范围而形成孤子类电磁模 .由于非线性的作用 。

金属和Kerr非线性介质界面上表面等离子体激元的色散关系

从麦克斯韦方程组出发,结合边界条件,分别得到TM波和TE波在金属和Kerr非线性介质界面上表面等离子体激元的色散关系.由于非线性的存在,TM波的色散关系变得复杂,与光强、非线性系数有关.和线性情况一样,此界面不存在TE波.

不对称双量子点系统中电压调控Kerr非线性增强

从理论上研究了不对称双量子点系统内的Kerr非线性增强效应。系统内量子点间的电压隧穿效应,可以在两个不同的探测频率位置同时诱导电磁感应透明。调节隧穿电压及控制光场可以改变吸收性质,从而得到其中一个透明窗口内无线性和非线性吸收的Kerr非线性增强效应。分析表明,量子点间的电压调控引起的隧穿是产生Kerr非线性增强的关键因素。

Kerr非线性效应对通过金膜狭缝阵列透射特性的影响

基于严格的有限时域差分方法,研究了填入非线性Kerr介质的金膜狭缝阵列的增强透射特性.结果表明:在所研究的波长范围内出现的共振透射峰是表面等离子体共振和局域波导共振共同作用的结果.详细分析了金膜狭缝阵列中填充的非线性介质的厚度、三阶磁导率、线性折射率以及入射光强对透射特性的影响.发现填充在金膜狭缝阵列中的非线性介质的厚度、三阶磁导率、线性折射率和入射光强度等参数的微小变化就能导致透射共振峰的峰值和峰中心波长的明显改变.这些研究结果或许有助于设计精确光开关等光子器件.