Sagnac干涉仪中Pancharatnam-Berry位相的电光调制

本文研究了在Sagnac干涉仪中插入单轴晶体,利用单轴晶体的纵向电光效应调制Pancharatnam-Berry位相。由于Sagnac干涉仪的顺、逆时针环路之间光程差为零,所以有利于区分顺、逆时针环路之间的非光程差引起的Pancharatnam-Berry相。本文结果发现在施加的电压连续变化下,由于单轴晶体纵向电光效应的特点使得Pancharatnam-Berry相发生两次突变,而顺、逆时针环路的光相干叠加后的光强却连续变化。

基于Pancharatnam-Berry相位调控产生贝塞尔光束

提出了一种基于Pancharatnam-Berry相位设计制作的超表面平面轴棱锥透镜产生贝塞尔光束的方法.理论分析表明:由于Pancharatnam-Berry相位的自旋相关性,设计的平面轴棱锥透镜需采用左旋圆偏振光入射才能有效地产生贝塞尔光束.超表面微结构单元的旋转率与最大无衍射距离成反比,这提供了一个获得更大无衍射距离的方便的途径.最后,搭建了一套基于平面轴棱锥透镜的贝塞尔光束产生系统,实验结果与数值模拟结果一致.这些结论有助于设计制作更多新颖的基于Pancharatnam-Berry相位的平面光子学器件.

基于Pancharatnam-Berry相位透镜的三维单粒子定位方法研究

在三维单粒子追踪中,现有的双焦面轴向定位方法光路复杂,光利用率低,针对这一问题,提出了一种基于Pancharatnam-Berry相位透镜的三维单粒子定位方法。通过在传统荧光显微成像系统的光路中加入具有正负双焦距特性的Pancharatnam-Berry相位透镜,可以实现两个焦面同时成像在一个探测器上,利用在焦平面的光斑图像定位可获得单粒子的横向(x-y方向)位置信息,利用离焦平面与在焦平面的光斑强度比可以获得单粒子的轴向(z方向)位置信息。实验上,采用±100 mm焦距的Pancharatnam-Berry相位透镜,对1μm的荧光珠进行三维位置定位,获得了x,y,z方向分别为10 nm, 9 nm, 22 nm的位置定位精度。

基于Pancharatnam-Berry相位超表面的二维光学边缘检测

提出并设计一种基于Pancharatnam-Berry(P-B)相位超表面的二维光学微分器,并实现对光学图像的二维光学边缘检测.在环形光栅相位的作用下,该P-B相位超表面可将光束的左右旋分量在径向进行分离,在滤除中间重叠部分的线偏振光后,保留下来的光学信息即为二维光学微分结果.同时,通过调节该二维光学微分器的光轴分布函数可对边缘信息分辨率进行灵活调控.研究结果表明,上述P-B相位超表面可用于光学图像的二维边缘信息提取,相比于一维光栅式超表面,该方法得到的边缘信息更加完整、清晰.可以预期,这种二维光学微分器在超快光学计算与光学图像处理等方面具有重要的潜在应用价值.

基于Pancharatnam-Berry相位和动力学相位调控纵向光子自旋霍尔效应

提出了一种基于Pancharatnam-Berry相位和动力学相位操控纵向光子自旋霍尔效应的方法.理论分析表明:当光场通过一个由Pancharatnam-Berry相位透镜和动力学相位透镜构成的透镜组时,透镜组会存在两个自旋相关的焦点.首先,当左旋和右旋圆偏振光通过微结构相位延迟为π的Pancharatnam-Berry相位透镜时,由于Pancharatnam-Berry相位的自旋相关性,两个圆偏振分量会获得符号相反的Pancharatnam-Berry相位而导致其中一个被聚焦而另一个发散.然后,在Pancharatnam-Berry相位透镜后再插入普通透镜引入动力学相位调制,由于动力学相位是自旋无关,使得这一透镜组,可以在合适的条件下使不同自旋态的光子分别聚焦于纵向上不同焦点处.纵向自旋分裂由两透镜焦距及间距共同决定,因此可以通过改变两个透镜的焦距及其间距获得任意的纵向自旋分裂值.最后,搭建了一套实验装置,所得实验结果与理论结果一致.

量子化光场作用下超导电荷比特的Pancharatnam相(英文)

考虑一个在经典电压偏置和量子化微波场作用下的电荷库伯对箱,研究了该系统的Pancharatnam相和几何相的时间演化行为,研究发现Pancharatnam相随时间是减小的,几何相随时间是增加的,并且当Pancharatnam相减小的速率增大时,几何相增加的速率减小;反之当Pancharatnam相减少的速率减小时,几何相增加的速率增加。

谐振子系统的量子-经典轨道、Berry相及Hannay角

从量子-经典轨道和几何相两方面,研究了二维旋转平移谐振子系统的量子-经典对应.通过广义规范变换得到了Lissajous经典周期轨道和Hannay角.另外,使用含时规范变换解析推导了旋转平移谐振子系统Schr?dinger方程的本征波函数和Berry相,得出结论:原规范中的非绝热Berry相是经典Hannay角的-n倍.最后,使用SU(2)自旋相干态叠加,构造一稳态波函数,其波函数的概率云很好地局域于经典轨道上,满足几何相位和经典轨道同时对应.

高自旋粒子在旋转磁场中的演化及Berry相

对于自旋为 1/2的粒子在旋转磁场中的演化及Berry相问题 ,可用直接求解薛定谔方程的方法进行计算 ,但是用这种方法讨论高自旋粒子的演化问题时会出现数学计算上的困难 .而自旋粒子各能级之间都有一定的间隔 ,根据这个特点 ,文中用“尝试”波函数的方法求解了绝热近似下自旋粒子在旋转磁场中演化的薛定谔方程 ,得到系统的演化波函数和系统在完成一个演化周期后的Berry相 .此方法在求解高自旋问题时不会出现高阶的微分方程 。

产生Berry几何相的动力学机制——态矢的无限微弱变化跃迁

针对能够获得具有实质意义的Ｂｅｒｒｙ 几何相所关联的态矢变化跃迁的物理背景作了一定程度的探讨，结果表明：态矢的无限微弱变化跃迁是产生出具有“实质意义”的Ｂｅｒｒｙ 几何相的动力学机制。

高阶量子绝热近似方法和Berry相因子的性质

本文详细介绍了具有缓交参数量子体系的高阶绝热近似方法。并讨论了解的性质和相关的Berry相因子的复数性。由此,我们研究了一个有具体物理意义的例子。

量子Rabi模型中的Berry相的解析解

利用光子Fock态,给出量子Rabi模型的数值严格解,其结果比推广的转动波近似有很大改进.截取两个Fock态,可以给出简单明了的解析结果,在很大的耦合区间里,非常接近严格解,包含了主要的非旋波效应.我们获得Berr相的简明解析结果,与数值严格解在很大区间内吻合.

含时边界条件量子体系的Berry相因子

本文讨论了真有含时运动边界条件的无限深椭球型势阱中粒子的行为．研究表明，该量子体系等价于粒子与矢量场的相互作用．通过引入压缩变换，利用拓扑项的可移性，求出了量子体系在演化过程中的Ｂｅｒｒｙ相因子的精确表达式．

运动参照系中的Berry相因子及其物理效应(二)

继前文以等价么正变换的“主动”观点讨论运动参照系中Schrodinger方程绝热近似解性质及Berry相因子的变换行为之后,本文讨论转动参照系中的Berry相因子。

运动参照系中的Berry相因子及其物理效应(一)

在非相对论情况下,利用量子力学等价么正变换的“主动”观点,讨论了运动参照系中的Schrodinger方程绝热近似解的性质和Berry罗相因子在坐标变换下的行为。讨论了平动参照系中Bitter和Dubbers实验的零级近似结果。

Berry相因子新的可观察效应及其非绝热行为

本文基于作者最近关于 Berry 相因子及其非绝热效应的讨论,以缓变磁场中自旋1/2中性粒子的运动为例,分析了 Berry 相位对力学量测量的影响,并特别注意了绝热效应在测量中的体现.最后建议了一个验证我们结论的实验.

从A-A相到Berry几何相

研究核磁共振系统产生A -A相的条件 ,计算出核磁共振系统的A -A相 ,并在绝热极限下从A

含时单频双光子过程的精确解和Berry相因数

本文利用Ｌｅｗｉｓ－Ｒｉｅｓｅｎｆｅｌｄ的量子不变量理论，求出了单频双光子过程的精确解，研究了此精确解的绝热渐近极限，求出了双光子过程在量子绝热情形下的Ｂｅｒｒｙ相因数。

介观环的持续电流与Berry相因子

本文研究处于铁磁自旋波的非均匀磁场中介观环的持续电流及几何位相，求出了准粒子的激发谱及电荷流，讨论了相关的Ｂｅｒｒｙ相因子。

简并参量放大器的Berry相:新的精确解

应用参量相关的Ｂｏｇｏｌｉｕｂｏｖ变换公式体系讨论了简并参量放大器Ｂｅｒｒｙ相新的求解法。

量子Berry相因子与相位教学

回顾了经典物理和量子力学中的相位问题,着重讨论了量子几何Berry相位及在量子力学中如何进行量子相位教学的问题.