非马尔可夫热库中的自发辐射及慢光机制研究

发布时间：2020-10-15 11:48

　　 原子自发辐射特性在量子信息与量子计算、光信息存储、光通讯等领域具有巨大的应用价值,因此原子自发辐射行为的研究备受瞩目。原子的自发辐射是处于高能级的原子在没有外来扰动的作用下,自发跃迁至低能级而辐射一个光子的过程。但研究发现原子的自发辐射不仅由其能级结构决定,而且还与其所处的环境密切相关。因已对置于光子晶体热库内原子的自发辐射特性做了深入研究,科研工作者可对新的物理现象作出预测性假设,本文就光子晶体这一特殊非马尔可夫热库作为背景环境对置于光子晶体热库中的三能级Λ型原子及四能级原子自发辐射行为展开研究。具体内容如下:我们首先介绍了光子晶体这一特殊的非马尔可夫热库,并阐述了光子晶体内原子自发辐射的研究现状及光子晶体对慢光行为的影响。后续介绍了研究光子晶体内原子自发辐射特性的相关基础理论,例如描绘量子系统的三种基本绘景、马尔可夫热库及非马尔可夫热库的概念、延迟格林函数与拉普拉斯变换及其逆变换。之后,基于双带边模下的特定模式密度研究了置于光子晶体内三能级Λ型原子跃迁至分立热库及同一光子带隙热库并与其耦合的自发辐射行为,并基于同等条件下探索了三能级Λ型原子的慢光机制及其规律。最后,研究了置于光子晶体内四能级原子跃迁至分立热库及同一光子带隙热库并与其耦合的原子衰减特性,与此同时,研究了基于不同模式密度下的原子自发衰减特性。经过研究普遍发现,原子与光子带隙热库的相互作用的强弱决定了上能级是否发生劈裂,自发辐射谱是否呈现为非洛伦兹线形以及自发辐射谱中是否有暗线出现。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O562;O734
【部分图文】：

和三维光子晶体结构形式的合成器件[10]。示是二维形式的光子晶体。二维结构形式的光子晶介质是周期性排列的，但在最后的一个方向上，沿竖直方向不会发生任何变化；但在水平方向上以二维结构形式的光子晶体与三维结构形式的光与理论研究都相对容易，且二维结构形式的光子某些奇异特性。同时，二维光子晶体可在水平方特定波长的光脉冲[11]；二维光子晶体可在竖直方冲，所以二维光子晶体具有广泛的应用范围。示是三维形式的光子晶体[12]，其结构形式为每个方并且三维光子晶体具有一个十分重要的特征，即光子带隙；光脉冲若落于光子带隙内，光脉冲则但三维光子晶体制备技术比较复杂，而且三维光[13]。但三维光子晶体还是可以加工制作的，比如微波段带隙量级的三维光子晶体，可以利用刻蚀者可见光波段的三维光子晶体。

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文为 1550nm，使得波长范围为 70nm，其消光系数大于 50dB 的低损耗成为可能；M.Rousey 等学者在 2007 年使得基于材料电光作用且针对体带隙的动态调制成为现实。Jan.Michael Brosi 在 2008 年研究了以子晶体慢光波导的慢光性能[40]。他在研究过程中察觉到：当静电场，在此时的驱动和调节器的调制下，如图 1-2 所示，使得 78 吉赫兹达到 100 吉比特每秒传输速度的慢光成为了现实。

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文辐射现象的研究，光子晶体内慢光调控的研究。体耦合腔光波导热库原子自发辐射特性及其三能带边模热库原子自发辐射特性的研究，相较于国方面的研究，本课题比较新颖。虽然国内科研工辐射现象做了大量工作，但其研究仍存在不足之子自发辐射特性展开研究；其次，国内科研工作光调控，并未提及对其慢光机制的研究。由于光作为一种重要的光子晶体波导结构，光子晶体耦行深入的研究，将为集成光子晶体器件的设计提
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本文编号：2842132