高Q值多微腔耦合系統的類EIT效應及其量子糾纏特性研究

《高Q值多微腔耦合系統的類EIT效應及其量子糾纏特性研究》是依託杭州電子科技大學，由趙超櫻擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：高Q值多微腔耦合系統的類EIT效應及其量子糾纏特性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：趙超櫻
• 依託單位：杭州電子科技大學

項目摘要

由雷射誘導的原子和分子的量子態的相干疊加導致的原子相干和量子干涉效應是量子光學領域的重要研究課題。本項目研究多微腔耦合系統，它是‘一個人造的三能級或四能級原子系統’，具有預先給定的三能級或四能級原子的屬性，且各個參數均可調。我們採用由直接耦合產生的共焦腔（或共心腔）模式。共焦腔內的Gaussian-hermit駐波是靠腔外光纖輸出直接注入的，其走向與傳統的環形腔模式沿著圓周走完全不同。透射譜具有更高的Q值、更窄的線寬和更低的損耗。探索類電磁感應透明形成的物理機制。獲得實驗上最最佳化的可控參數。為設計光存儲、生物醫學感測器、光開關等器件提供理論依據。根據多微腔耦合系統中非線性過程及其產生的量子態和系統的結構參料狼數，研究多粒子連續變數糾纏態的量子特性。該研究結果對認識和利用光學微腔與光場的相互作用原理，對製備量子糾纏態及套用於量子信息領域也具有重要的科學意義。

結題摘要

本項目研究多微腔耦合系統，它是‘一個人造的三能級或四能級原子系統’，具有預先給定的三能級或四能級原子的屬性，且各個參數均可調。我們採用由直接耦合產生的共焦腔模式。共焦腔內的Gaussian-hermit駐波是靠腔外光纖輸出直接注入的，其走向與傳統的環形腔模式沿著圓周走是完全不同的。其透射譜具有更高的Q值、更窄的線寬和更低的損耗。考慮到傳統微環模式共振的局限性，微球共焦腔是低損耗和可控線寬的最佳選擇。基於變換矩陣方法，我們研究了耦合到微球回音壁模式(WGM)系統的波導。我們發現：共焦腔模式與傳統的環腔模式完全不同。在非對稱雙微球系統中激發的燥戀體共焦腔模式，不對稱雙微球系統的光譜出現類電磁感應透明(EIT)型。而對稱雙微球系統的光譜出現洛倫茲型。傳統的環腔模式在對稱的單微球體系中激發。我們提出了一種基於微環反饋彎曲的耦合諧振系統，並模擬FDTD以產生茅漿辯類EIT的傳輸和模式分布。波謎察樂導的橫截面之間的耦合產生類似EIT的光譜。在P表象中，給出了泵浦波和參量波的哈密頓量。分別討論相位匹配和相位失諧兩種情況。數值模擬了相對損耗參數和相位失諧因子對糾纏譜的影響。採用較大的相對損耗參數和較小的相位失諧因子可以獲得較好的糾纏。從閾值以下到閾值以上，曲線剛開始在1處重疊，後來越來越分開，最小均方差單調說訂漏下降。最低點向右平移擊艱設捆。研究發現:我們不需要計算Fokker-Planck方程的虛部。虛部相對於實部而言，只是改變了一個方向，根據實部我們可以獲得包括正負值在內的解析解。由於對角元素為4k，非對角元素改變一個符號並不影響對角過程。在閾值以下，含時NOPA系統的壓鞏己朵章縮譜線與相位失諧因子相關。隨著失諧的增加，壓縮減小。在閾值處，隨著失諧的增加，糾纏曲線的最低點逐漸向左平移。頻率失諧影響越來越明顯。該結論適合相位匹配和相位失諧兩種情況。我們獲得譜線只適用於線性系統。基於推廣的V1判據，非簡併特徵值的數值模擬影響最小均方差的性能。隨著損耗的增加，我們發現大泵浦參數帶來了長時間的糾纏。在高於閾值的情況下，不同的非對角矩陣元素嚴重影響了糾纏的比重。獲得實驗上最最佳化的可控參數。為設計生物醫學感測器、光開關、光存儲等器件提供理論依據。該研究結果對認識和利用光學微腔與光場的相互作用原理，對製備量子糾纏態及套用於量子信息領域具有重要的科學意義。