近年來,機械系統(tǒng)因其類似于經(jīng)典系統(tǒng)的原型而受到越來越多的關(guān)注,成為研究宏觀物體量子行為的理想選擇。宏觀力學(xué)系統(tǒng)的量子操控是從高精度計量到量子信息處理等基礎(chǔ)物理和應(yīng)用領(lǐng)域中的重要課題。然而,對機械振子量子效應(yīng)的揭示需要盡可能地抑制不可控的熱漲落。因此,將機械振子冷卻到量子基態(tài)是一個先決條件,以使其具有潛在的應(yīng)用價值。為此,對機械振子的基態(tài)冷卻進(jìn)行了大量的理論和實驗研究。在這些方案中,根據(jù)光場(腔場)的衰減率小于或大于機械場的頻率,可以粗略地分為兩類,即可分辨邊帶冷卻和不可分辨邊帶冷卻。在弱光力耦合機制下,光力冷卻可以用微擾理論進(jìn)行分析,其中光力耦合被認(rèn)為是對光場的微擾。機械振子的最終平均熱聲子數(shù)由輻射壓力對機械運動的漲落譜的正負(fù)頻的差值來決定。在傳統(tǒng)的光力系統(tǒng)中,漲落譜為單洛倫茲峰的形式,峰的寬度與光學(xué)腔的衰減率成正比。因此,在不可分辨邊帶條件下漲落譜的正負(fù)頻的差值幾乎為零,無法將機械膜冷卻到量子基態(tài)。在不可分辨邊帶條件下,本文主要對機械振子基態(tài)冷卻進(jìn)行研究,具體研究內(nèi)容如下:基于雜化腔光力系統(tǒng),研究了在不可分辨邊帶條件下機械振子基態(tài)冷卻。方案中,利用雜化光力系統(tǒng)中的類電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng),可以有效地調(diào)節(jié)作用于機械模上的光力漲落譜,使得原本較寬單洛倫茲峰形的漲落譜劈裂為具有一個較低谷和兩個較窄峰的類電磁誘導(dǎo)透明譜。在新的譜中,較低的波谷可以用來抑制斯托克斯躍遷過程,較窄的峰可以用來加強反斯托克斯躍遷過程。利用速率方程得到穩(wěn)態(tài)下得最終平均聲子數(shù)的解析表達(dá)式,通過選取適當(dāng)?shù)膶嶒瀰?shù),結(jié)果表明,即使在不可分辨邊帶機制下,也能夠?qū)崿F(xiàn)機械振子基態(tài)冷卻。特別地,本方案在不可分辨邊帶機制下,對于輔助系統(tǒng)沒有嚴(yán)格的限制,極大地降低了實驗難度,為機械量子態(tài)的制備提供了一定實驗參考。
【學(xué)位單位】：延邊大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH113.1;O3
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
第2章 光力系統(tǒng)基本模型及動力學(xué)
    2.1 傳統(tǒng)光力系統(tǒng)模型
    2.2 光學(xué)模動力學(xué)過程
    2.3 機械模動力學(xué)過程
第3章 基于雜化光力系統(tǒng)機械振子基態(tài)冷卻
    3.1 模型和有效哈密頓量
    3.2 系統(tǒng)量子動力學(xué)
        3.2.1 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)值
        3.2.2 速率方程與穩(wěn)態(tài)平均聲子數(shù)
    3.3 弱耦合機制下機械振子基態(tài)冷卻
    3.4 強耦合機制下機械振子基態(tài)冷卻
    3.5 本章小結(jié)
第4章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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1 劉禹沐;腔光力系統(tǒng)中機械振子基態(tài)冷卻研究[D];延邊大學(xué);2019年

本文編號：2876343