本文選題：二階非線性 + 誘導(dǎo)透明��； 參考：《大連理工大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：利用量子相干性對(duì)量子系統(tǒng)進(jìn)行操縱控制是量子信息的核心,最終我們能進(jìn)行信息編碼、存儲(chǔ)和傳遞。為了更好的實(shí)現(xiàn)量子相干操縱,我們要找到合適的物理系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其動(dòng)力學(xué)和穩(wěn)態(tài)的控制和操作。光子系統(tǒng)因?yàn)榫哂泻芎玫目弓h(huán)境干擾的能力和穩(wěn)定性,已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)量子信息處理的理想物理系統(tǒng)之一。更重要的是光子具有非�？斓膫鞑ニ俣�,這為快速的量子計(jì)算和量子信息傳送提供了保障。為了利用光子系統(tǒng)來進(jìn)行量子計(jì)算,我們需要對(duì)光子系統(tǒng)進(jìn)行操縱。近幾十年來,對(duì)光子系統(tǒng)的操控主要包括基于電磁誘導(dǎo)透明(EIT)和光機(jī)誘導(dǎo)透明(OMIT)的快光、慢光和光量子信息存儲(chǔ),以及單光子量子器件等等。本文的工作主要集中于兩個(gè)方面：一方面是找到除了原子系統(tǒng)和光機(jī)系統(tǒng)以外的其它系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)透明,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光的控制；另一個(gè)方面是實(shí)現(xiàn)非傳統(tǒng)光子阻塞,即實(shí)現(xiàn)對(duì)單光子的控制,其應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)單光子源,屬于量子器件范疇。發(fā)生非傳統(tǒng)光子阻塞和誘導(dǎo)透明的物理原理都是光的量子干涉。我們首先在第一章闡述了論文的研究背景,在這部分中我們介紹了誘導(dǎo)透明和光子阻塞發(fā)展的歷史以及研究現(xiàn)狀。接下來在第二章介紹了相關(guān)的物理概念與基礎(chǔ)知識(shí),包括開放系統(tǒng)以及與誘導(dǎo)透明和光子阻塞有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。論文的第三章到第七章為我們的主要工作,可分為兩部分。第一部分為第三、四章,我們發(fā)現(xiàn)了另一種形式的誘導(dǎo)透明,即二階非線性誘導(dǎo)透明。第三章,我們研究了簡(jiǎn)并的二階非線性系統(tǒng),我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)對(duì)低頻進(jìn)行驅(qū)動(dòng),對(duì)高頻進(jìn)行探測(cè)時(shí),會(huì)發(fā)生二階非線性誘導(dǎo)透明現(xiàn)象,它的直接應(yīng)用是測(cè)量二階非線性系數(shù),我們也研究了克爾非線性對(duì)二階非線性誘導(dǎo)透明的影響,發(fā)現(xiàn)克爾非線性可以控制透明窗口的寬度和對(duì)稱性。第四章,我們研究了非簡(jiǎn)并的二階非線性系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)雙的誘導(dǎo)透明窗口會(huì)出現(xiàn),而且通過改變系統(tǒng)的失諧可以實(shí)現(xiàn)在雙透明窗口和單透明窗口之間轉(zhuǎn)換。第五、六、七章為論文的第二部分。在這一部分,我們研究了非傳統(tǒng)光子阻塞。在第五章中,我們研究了兩模二階非線性系統(tǒng)的非傳統(tǒng)光子阻塞并與克爾非線性系統(tǒng)的非傳統(tǒng)光子阻塞進(jìn)行了對(duì)比,我們發(fā)現(xiàn)與克爾非線性系統(tǒng)不同,二階非線性系統(tǒng)不需要耦合J(a+b+b+a),因?yàn)槎A非線性既有非線性的作用,又有在不同模式之間傳遞光子的作用。而且只有對(duì)兩個(gè)模式同時(shí)驅(qū)動(dòng)時(shí)非傳統(tǒng)光子阻塞才能發(fā)生,否則干涉路徑不能形成。在第六章中,我們研究了基于三模二階非線性系統(tǒng)的非傳統(tǒng)光子阻塞,我們發(fā)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行單邊驅(qū)動(dòng)時(shí),只有失諧為零的時(shí)候阻塞才能發(fā)生,而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行雙邊驅(qū)動(dòng)時(shí),失諧存在時(shí)阻塞也可以發(fā)生。在第七章中,我們研究了基于雙光子交換非線性的非傳統(tǒng)光子阻塞。最后,在第八章中給出論文的總結(jié)與展望。
[Abstract]:Using quantum coherence to manipulate and control quantum systems is the core of quantum information. Finally, we can code, store and transfer information. In order to realize quantum coherent manipulation, we need to find a suitable physical system to control and operate its dynamics and steady state. Optical subsystem has become one of the ideal physical systems for quantum information processing because of its good ability and stability to resist environmental interference. More importantly, photons have a very fast propagation speed, which provides a guarantee for fast quantum computation and quantum information transmission. In order to use the photon system for quantum computation, we need to manipulate the photon system. In recent decades, the manipulation of optical subsystems mainly includes fast light based on electromagnetic induced transparency (EITs) and optical machine-induced transparency (OMIT), slow light and optical quantum information storage, single photon quantum devices and so on. The work of this paper is mainly focused on two aspects: on the one hand, finding other systems except atomic system and optical mechanical system to achieve induced transparency, thus realizing the control of light; on the other hand, realizing unconventional photon blocking. That is to achieve the control of single photon, its application is to realize a single photon source, which belongs to the category of quantum devices. The physical principles of unconventional photon blocking and induced transparency are quantum interference of light. In the first chapter, we introduce the research background of this paper. In this part, we introduce the history and research status of induced transparency and photon blocking. Then in the second chapter we introduce the related physical concepts and basic knowledge including open systems and basic knowledge related to induced transparency and photonic blocking. The third to seventh chapters are our main work, which can be divided into two parts. The first part is the third and fourth chapter. We find another form of induced transparency, that is, second order nonlinear induced transparency. In the third chapter, we study the degenerate second order nonlinear system. We find that the second order nonlinear induced transparency occurs when the low frequency is driven and the high frequency is detected. Its direct application is to measure the second order nonlinear coefficient. We also study the effect of Kerr nonlinearity on second order nonlinear induced transparency and find that Kerr nonlinearity can control the width and symmetry of transparent window. In chapter 4, we study the nondegenerate second order nonlinear system, and find that the double induced transparent window will appear, and by changing the detuning of the system, we can realize the conversion between the double transparent window and the single transparent window. The fifth, sixth and seventh chapters are the second part of the thesis. In this part, we study the non-traditional photon blocking. In chapter 5, we study the nontraditional photon blocking of two-mode second-order nonlinear systems and compare it with that of Kerr nonlinear systems. We find that we are different from Kerr nonlinear systems. The second order nonlinear system does not need to be coupled with Jna a b b a because the second order nonlinearity not only has nonlinear effects but also has the effect of transferring photons between different modes. Moreover, unconventional photonic blocking can occur only when the two modes are driven simultaneously, otherwise the interference path cannot be formed. In the sixth chapter, we study the nontraditional photon blocking based on the three-mode second-order nonlinear system. We find that when the system is driven unilaterally, the blocking can only occur when the detuning is zero, and when the system is driven bilaterally. Congestion can also occur when detuning exists. In chapter 7, we study the non-conventional photon blocking based on two-photon exchange nonlinearity. Finally, the conclusion and prospect of the thesis are given in the eighth chapter.
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O431.2

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本文編號(hào)：1812738