《含特異光學材料微結構的量子光學特性研究》是依託杭州電子科技大學，由曾然擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：含特異光學材料微結構的量子光學特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曾然
- 依託單位：杭州電子科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來，一些具有奇異電磁特性的特異光學材料被實驗構造合成，其中包括負折射率材料以及單負材料。負折射率材料在某頻率波段同時具有負的介電常數和磁導率，進而具有負的折射率，說明這種在理論上早已提出的同樣使Maxwell方程組具有波動解的物質實現的可能性，引發了人們對這種新型材料的關注。負折射率材料內將產生諸多特殊的物理現象，更多特殊套用如完美透鏡也已被提出。此外具有負介電常數或負磁導率的材料即單負材料也具有某些奇異的電磁性質。這些特異材料同樣在量子光學方面具有特殊的性質，如利用負折射率材料或其構造的光子晶體微結構可以提高量子干涉效應，以及通過調製可控色散參量的特異材料來加強或減弱量子真空Casimir效應，進而可以開發其在量子通信系統中的套用。項目包括對含特異光學材料單層結構系統的量子光學特性的研究，並進一步將其拓展到多層結構系統，進而對此類系統套用於光通信及量子通信系統進行理論分析與實驗實現。
結題摘要
本項目主要研究了在微結構系統中涉及一些特異光學材料時系統的量子光學特性，具體包括飽和磁化態鐵氧體、磁光Voigt效應材料、各向異性晶體和單負特異材料、拓撲絕緣體薄層以及特異材料和正常電介質組成的多層結構系統中的量子真空Casimir作用力等效應，從物理上考察分析了各材料系統Casimir作用力變化特性的產生機制。我們的理論研究和分析表明，量子真空Casimir排斥效應和平衡回復作用存在於這些材料組成的微結構系統中，進而避免傳統Casimir引力對系統組件產生的“粘連”損壞作用以及可以利用平衡回復作用穩定系統。研究過程中我們有一些新的發現，例如(1)可通過外磁場調控鐵氧體以及磁光材料系統中的Casimir作用力，這類調控包含作用力幅值、方向的調控並可以產生平衡回復作用；(2)單軸晶體以及單負特異材料的各向異性會對Casimir作用力產生影響，甚至可以得到隨著板間距變化中存在多次穩定平衡位置的效應；(3)利用平衡回復作用可得到多層材料介觀穩定結構的Casimir固體等。另外在相關的光學領域，對非對稱定向耦合器中光孤子傳輸特性與布里淵增益與吸收譜重構引起的慢光脈衝延時等問題也進行了考察。在此項目資助下項目組成員參與了相關領域學術會議和學術交流，項目中各項研究成果已經在Physical Review A、Optics Communications等SCI、EI刊物及國核心心刊物上發表。
