【摘要】：量子相干作為量子光學(xué)領(lǐng)域中重要角色之一,顯然已成為物理學(xué)中的一個重要分支。一方面,在原子,分子以及光物理中,基于量子相干的研究已經(jīng)備受人們的廣泛關(guān)注。如電磁感應(yīng)透明度,高效四波混頻,超低光學(xué)孤子以及折射率增強等。另一方面,在半導(dǎo)體量子阱和量子點中基于量子干涉的許多非線性光學(xué)現(xiàn)象也已經(jīng)被人們廣泛研究,如電磁感應(yīng)透明度,超快全光學(xué)開關(guān),克爾非線性,無吸收折射率增強以及其他新的現(xiàn)象。近年來,半導(dǎo)體一直是一個熱門的研究對象,無論是在發(fā)光二極管還是光電探測領(lǐng)域,半導(dǎo)體其特殊的導(dǎo)電特性吸引著很多研究人員的注意。本文主要研究半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)中弱場的光學(xué)特性。通過系統(tǒng)參量的調(diào)控,成功實現(xiàn)了對無吸收折射率增強的控制。首先,我們研究量子干涉對半導(dǎo)體量子點中弱場的吸收色散性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),通過對耦合場的強度和頻率失諧的調(diào)控,相對于原子系統(tǒng)可以顯著地改善其吸收色散特性。并且,我們的方法與前人的研究有很大的不同。(1)我們的側(cè)重點是研究在半導(dǎo)體量子點中弱場的折射性能的可控性,尤其是在無吸收折射率增強中起到的重要作用。(2)我們發(fā)現(xiàn)在該半導(dǎo)體量子點中可以容易地獲得具有吸收抑制的正或負(fù)折射率,以及僅通過調(diào)節(jié)控制場的失諧和非相干泵浦場,讓系統(tǒng)在正折射率和負(fù)折射率之間靈活轉(zhuǎn)換。接下來,我們研究分析了一個非對稱雙半導(dǎo)體量子阱中的弱探測場的二維吸收譜峰。發(fā)現(xiàn)由于駐波場和相干耦合場引起的量子干涉,通過在調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)可以容易地控制其二維吸收譜峰。最重要的是,吸收峰可以定位于特定位置,并且通過對系統(tǒng)參數(shù)的適當(dāng)調(diào)整,在駐波場的一個周期范圍內(nèi)找吸收峰的最大概率為。最后,我們探討了一個四能級非對稱雙半導(dǎo)體量子阱中弱探測場的吸收色散特性。發(fā)現(xiàn)通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整系統(tǒng)的相應(yīng)參數(shù)可以容易地控制實現(xiàn)無吸收折射率增強。我們的方案可以為色散補償和量子信息處理在固態(tài)量子通信中的技術(shù)應(yīng)用提供一些新的可能性。
[Abstract]:As one of the important roles in the field of quantum optics, quantum coherence has obviously become an important branch of physics. On the one hand, quantum coherence has attracted much attention in atom, molecule and photophysics. Such as electromagnetic induction transparency, high efficiency four-wave mixing, ultra-low optical soliton and refractive index enhancement. On the other hand, many nonlinear optical phenomena based on quantum interference in semiconductor quantum wells and quantum dots have been widely studied, such as electromagnetic induction transparency, ultra-fast all-optical switch, Kerr nonlinearity, etc. Non-absorption index enhancement and other new phenomena. In recent years, semiconductor has been a hot research object, whether in the field of light-emitting diodes or photoelectric detection, the special conductivity of semiconductor has attracted the attention of many researchers. The optical properties of weak fields in semiconductor microstructures are studied in this paper. By adjusting the system parameters, the control of non-absorption index enhancement is successfully realized. First, we study the influence of quantum interference on the absorption dispersion of weak field in semiconductor quantum dots. It is found that the absorption dispersion can be significantly improved by adjusting the intensity and frequency detuning of the coupled field compared with the atomic system. Moreover, our method is quite different from previous studies. (1) our focus is on the controllability of the refraction properties of weak fields in semiconductor quantum dots. In particular, it plays an important role in the enhancement of non-absorptive refractive index. (2) We find that it is easy to obtain positive or negative refractive index with absorption inhibition in the semiconductor quantum dots. And only by adjusting the detuning and incoherent pump field of the control field, the system can be converted flexibly between positive and negative refractive index. Next, we investigate the two-dimensional absorption spectra of a weak probe field in an asymmetric double semiconductor quantum well. It is found that the two-dimensional absorption peak can be easily controlled by adjusting the system parameters due to quantum interference caused by standing wave field and coherent coupling field. The most important thing is that the absorption peak can be located at a specific position and the maximum probability of finding the absorption peak within a period of standing wave field is obtained by adjusting the system parameters appropriately. Finally, we investigate the absorption dispersion of the weak probe field in a four-level asymmetric double-semiconductor quantum well. It is found that the non-absorption index enhancement can be easily controlled by adjusting the corresponding parameters of the system. Our scheme can provide some new possibilities for dispersion compensation and quantum information processing in solid-state quantum communication.
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O47

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本文編號：2371449