《光晶格中玻色-愛因斯坦凝聚的隱形和完美成像》是依託清華大學，由曾健華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：光晶格中玻色-愛因斯坦凝聚的隱形和完美成像
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：曾健華
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為一種新的物態，稀薄原子氣體中玻色-愛因斯坦凝聚(BEC)的實現為凝聚態物質、原子、原子核和基本粒子物理的研究提供了新的手段和方法。近年來，光晶格作為一種新的技術手段得到了日臻成熟的發展，被廣泛套用於BEC的操控。正如BEC可以用來模擬基本的凝聚態物理問題、量子光學和量子信息處理，光學領域中的現象也可以借鑑到裝載BEC的光晶格結構中來。本項目擬在局域BEC的光晶格中實現光學領域(異向介質和光子晶體)中的新奇物理現象,具體內容包括：物質波隱形斗篷的設計和物質波負折射或完美成像的實現。為此，我們將採用理論分析和數值求解相結合的方法從事本項目的研究。
結題摘要
在本項目的支持下，我們首先研究了二維缺陷光晶格中非線性局域模的產生和存在情況。我們發現了一類新型的非線性局域模式——能帶孤子，這類孤子位於其相應的線性譜中的Bloch帶。研究發現能帶孤子在第一Bloch帶是完全穩定的，而在第二Bloch帶中，只有部分區域是穩定的。同時在自聚焦非線性作用下，二維帶隙孤子可以局域於點缺陷中，而之前的研究發現二維帶隙孤子只有處在自散焦非線性作用時才是穩定的【J. Zeng, et al, J. Opt. Soc. Am. B 30, 1786 (2013)】。 基於無光晶格作用下的自散焦非線性介質中穩定孤子的研究工作【J. Zeng, et al, Phys. Rev. E 86, 036607 (2012)】，我們研究了非均勻自散焦非線性Gross-Pitaevskii方程的一維簡化模型中亮孤子的動力學特性。我們發現基態以及具有一個節點的激發態是完全穩定的，而具有數個節點的激發態是不穩定的【W. B. Cardoso, J. Zeng, et al, Phys. Rev. E 88, 025201 (2013)】。 同時，我們研究了一維光晶格中BEC非局域模(delocalized mode)的產生和存在情況。我們從解析解和理論模擬中發現了三類新型的非線性非局域模式，即周期性波結構，目前關於這一研究結果的初稿寫作已經完成，將會投稿到國際刊物上。 本項目擬在局域BEC的光晶格中模擬如物質波隱形斗篷和物質波負折射等新奇物理現象，這涉及到數值計算邊界的處理，尤其是猶如邊界不為0或漸變等複雜邊界處理。為此，我們嘗試開發高精度的動態邊界處理方法，目前已經取得了一定的進展，有望在不遠的將來進一步完善並撰寫投稿。用這一程式對相關物理現象的模擬工作正在攻關中，未來的2-3年內有望取得更多的後續工作進展。
