《含特異材料層狀結構中原子輻射性質的相干控制研究》是依託武漢工程大學，由譚榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：含特異材料層狀結構中原子輻射性質的相干控制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：譚榮
- 依託單位：武漢工程大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近來，特異材料由於其特異的光學性質引起了人們廣泛的關注，含特異材料的一維層狀結構中能夠實現類似於三維光子晶體中的完全帶隙。本申請項目以含特異材料一維層狀結構中原子（二能級和多能級原子）自發輻射和受激輻射性質為研究對象，結合當前此領域的理論及實驗研究現狀，研究利用含特異材料一維層狀結構中真空輻射場的各向異性和原子與外加相干場作用的共同影響，原子自發輻射過程中展現最強的量子干涉效應的方案，並且分析這一量子干涉效應和光子帶隙與原子輻射光場的非經典特性之間的聯繫。提出實驗中易於實現的相干控制含特異材料一維層狀結構中原子輻射光場和改善原子光譜性質的方案，並且探討這些方法在光學微器件中的可能套用，如低噪聲，高相干性的雷射發生器和光學多道開關中。本項目的完成將深化對含特異材料的一維層狀結構中原子輻射性質控制的研究，並促進這些控制方案在量子信息科學、非經典光場的製備以及雷射光譜學的一些實際套用的發展。
結題摘要
自發輻射是量子信息的存儲和傳播、高頻雷射器及高精度測量等現代量子光學新發現的主要限制因素之一。量子光學的一個重要課題就是探討控制和改變自發輻射的方法。隨著原子捕獲技術的發展，複雜環境（光子晶體和微腔）中原子的輻射性質受到了廣泛的關注。含特異材料的一維層狀結構中能夠實現類似於三維光子晶體中的完全帶隙。因此討論位於含特異材料的一維層狀結構中的原子的輻射性質是一個具有理論和實際套用價值的課題。我們研究了含特異材料層狀結構中V型三能級原子的自發輻射性質，發現除了輻射模和正常導波模外,表面導波模對原子的自發輻射有顯著的貢獻，自發輻射速率會因為負的古斯—漢欣位移提高2-3個量級，特別是環繞原子周圍真空輻射場的各向不對稱性會導致從兩個高能級到低能級躍遷通道之間出現量子干涉，並且量子干涉可以通過增強的表面導波模來調節；我們還探討了具有三維完全帶隙的含特異材料層狀結構中，受到強場驅動的單個二能級原子的非經典特性和腔場譜的性質，發現特異材料層狀結構中光子帶隙和外加驅動場的共同作用使腔場譜線出現壓縮和變窄，單原子雷射腔場起伏呈現低於量子散離噪聲極限的現象。此外，還依據近期固體光學材料研究的進展，將我們的研究拓展到石墨烯陣列中表面電漿光束的負折射效應, 發現表面電漿的折射角與石墨烯陣列的周期排列有關，並且通過改變入射的布洛赫動量, 表面電漿的折射角可為零, 也可同時為正和負。
