波导—量子点微腔耦合系统相互作用研究

发布时间：2020-05-17 02:07

【摘要】：微腔量子点系统作为一种物理结构,在量子光学领域中有着重要的地位。这类系统有望作为量子计算单元,未来可用于量子计算与量子通信领域,因而受到了科研工作者的广泛关注。近年来,将波导系统作为输入和输出的通道将光场引入微腔量子点结构,研究整个体系的相互作用成为了研究这类系统的新的思路。这类结构可以集成在一片基板上和其他光学器件结合起来,构成复合器件,具有着重要的研究价值。目前,人们对单量子点微腔的相互作用特性已做了较为全面的研究,得到了丰富的结果,但对于多量子点系统的情况,缺少对量子点之间相互作用的考虑,以及,对多能级下波导与微腔-量子点相互作用方面研究较少,具有着研究的价值。本文着眼于这种结构,建立二量子点微腔和波导的耦合结构,从量子力学主方程入手,求得微腔量子点的相互作用关系,利用输入输出原理,在不同的输入泵浦强度下,对系统透射特征进行了求解,得到了系统透射谱线与相应的微腔内部光子数信息。同时,利用运动方程在近似条件下做解析求解结果,与数值结果进行了对比。之后,将量子点之间相互作用对系统的影响纳入考虑,构造量子点相互作用哈密顿量,考察了系统加入量子点相互作用之后对输入输出结果的改变。在最后,本文考察了量子点能级结构对系统的影响,将量子点能级变为三能级,研究第三个能级的加入对系统透射谱与稳态光子数的影响。
【图文】：

体量子点体系的集成化问题打开新的道路。2017 年，Petta 等人展示了使用片上超导微波腔读出在 Si/SiGe 异质结的双重量子点中电荷状态的一种混合器件架构[13]。该装置通过选择性量子阱的区域并通过通过栅极偏置线的低通滤波来减少光子损耗。这些，陷阱在 Si 基双量子点中的电子可以有效地耦合到微波光子，潜在地相干电子-光子相互作用。 量子点-微腔结构的简单介绍量子点与光学微型腔相耦合的结构吸引着人们极大的关注，这种耦合系量子电动力学中着重研究的体系之一，它是研究相关量子特性的必要里对这种耦合结构作一个简单介绍。1 量子点量子点（Quantum Dot）是一种特殊的半导体颗粒，这种半导体颗粒十尺寸大约只有几纳米，因而它们的光学和电学特性与较大颗粒的光电特著的不同。量子点是纳米技术的核心主题。

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文的交替层以形成反射镜（DBR）与间隔层内的介质[29]，或者通过修改半导或通过金属反射镜。光学微腔有着各种各样的应用，例如，化学周期表中族元素构成的半导体材料制成的光学微腔可以应用于小尺度激光刻写和光纤通信。光学微腔作为一种很重要的光学器件，在量子光学中也有着广用，如光学微腔可以诱使量子点或原子者在某特定的方向发生自发辐射，子以用于制备量子纠缠态。Fabry-Pefol Photonic crystalWhispering gallery
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O431.2

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本文编号：2667744