光吸收是光與物質(zhì)相互作用的效應(yīng)之一,如何實現(xiàn)光的完全吸收一直是科學(xué)研究者們十分關(guān)注的問題。為實現(xiàn)這一目的,人們不斷地用天然材料、人造材料（結(jié)構(gòu)）嘗試。2010年Chong等人運(yùn)用時間反演、反激光等物理思想:將諧振腔內(nèi)的增益介質(zhì)替換成耗散介質(zhì),然后用兩束振幅相同、頻率相同、傳播方向相反的激光從兩側(cè)驅(qū)動腔,選擇合適系統(tǒng)參數(shù)后,實現(xiàn)了相干完全吸收。這一技術(shù)的實現(xiàn),引發(fā)了廣大研究者們的興趣,隨后他們在光腔、波導(dǎo)、一維光子結(jié)構(gòu)、超薄結(jié)構(gòu)、等離子體、石墨烯、超材料等結(jié)構(gòu)和材料中實現(xiàn)了相干完全吸收。相干完全吸收的實現(xiàn),為制作全光學(xué)開關(guān)、傳感器、調(diào)諧器、濾波器等提供了理論和技術(shù)基礎(chǔ),并部分己在實驗室實現(xiàn)了。考慮到量子效應(yīng),量子區(qū)域的相干完全吸收會有一些新穎的特性。本文基于全量子理論研究了腔量子電動力學(xué)系統(tǒng)的相干完全吸收及其非經(jīng)典態(tài)制備,以及多個光力系統(tǒng)的機(jī)械振子GHZ態(tài)和cluster態(tài)的制備。首先考慮一個腔內(nèi)放置了單個原子或量子點(diǎn)的腔量子電動力學(xué)系統(tǒng),用兩束相同的激光分別從左右兩側(cè)驅(qū)動腔。由于強(qiáng)耦合導(dǎo)致的光子阻塞效應(yīng),系統(tǒng)可近似到單光子空間內(nèi)演化。通過全量子理論分析,得到了非線性區(qū)域的相干完全吸收條... 

【文章來源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１雙端輸入ＣＰＡ系統(tǒng)

它具有增益和損耗雙重特性，其有效介電常數(shù)和磁導(dǎo)率都可用純虛數(shù)表示，但??符號相反。Ｗｕ等人通過設(shè)計“核－殼”棒狀物光子晶體［３１］，在核心或殼體中分別??分布有損耗和增益物質(zhì)，損耗和增益分別體現(xiàn)在核和殼的介電常數(shù)中（圖１．２）。這??種光子晶體的有效介質(zhì)表現(xiàn)出正的純虛數(shù)介電常數(shù)和負(fù)的純虛磁導(dǎo)率，且絕對值大??小相等。通過數(shù)值模擬，實現(xiàn)了?ＣＰＡ和激光器的仿真。通過簡單地調(diào)整入射波的對??稱性，可觀察到ＣＰＡ和受激發(fā)射的激光態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。??？?＼（ｃ）??０?５?１０，，?１５?２０?２５??ｄ／ａ??圖１．２?“核－殼”棒狀物光子晶體上的ＣＰＡ。??通過兩束激光干涉產(chǎn)生的ＣＰＡ和其它完全吸收相比，有著自己的特點(diǎn)以及廣泛??的應(yīng)用。??第一？，突破介質(zhì)固有吸收極限，自身對光吸收率低的介質(zhì)也能實現(xiàn)ＣＰＡ。石墨??３??

崳姡模希茫裕希遙粒蹋牐模桑櫻櫻牛遙裕粒裕桑希危崳?兩個相千光束的相對相位，能夠增強(qiáng)或抑制石墨烯中的共振吸收。相干吸收可以從??接近９９．９３％?（ＣＰＡ）連續(xù)調(diào)諧到小于０．０１?％?（ＣＰＴ）（圖１．５）。這些現(xiàn)象依賴于??等離子共振的相互作用和光束對圖案化石墨烯的干涉，并且通過改變結(jié)構(gòu)設(shè)計和石??墨烯摻雜水平可以在較寬的中紅外至太赫茲范圍內(nèi)自由實現(xiàn)。另外，石墨烯的開環(huán)??？ＢＫ；；４—?｜ｅｏ?＼?Ｗ?＼?／??／?％?０?１．０?２．０?３．０?４．０??Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ?＾?Ｐｈａｓｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，?ｔｔ?？?—??ｇｒａｐｈｅｎｅ?（ＰＧ）??圖１．５?（ａ）單層納米結(jié)構(gòu)石墨烯薄層的ＣＰＡ原理圖。（ｂ）調(diào)制兩束光間的相對相位得到ＣＰＡ??和ＣＰＴ的轉(zhuǎn)換。??結(jié)構(gòu)在太赫茲體系中也顯示出強(qiáng)烈的等離子共振［４６］，通過引入驅(qū)動電壓來適當(dāng)控??制石墨烯的化學(xué)勢，以實現(xiàn)可調(diào)諧太赫茲ＣＰＡ。調(diào)節(jié)反向傳播的兩個相干光束的相??對相位，吸收率可以從９９．７％連續(xù)調(diào)節(jié)到小于２．１?ｘ?１０－４％。??ＣＰＡ的實現(xiàn)引發(fā)了廣大研宄者的濃厚興趣，他們利用這一物理過程開發(fā)了一系??列的應(yīng)用


本文編號：3526415