双力学模耦合的光力学系统的光学相干透明及纠缠特性的研究

发布时间：2020-07-04 19:16

【摘要】：光力学系统(Optomechanical Systems,简称OMS)主要是由固定的半透射镜与可移动全反射镜组成,通过辐射压使得腔中光场与可移动光学镜的机械运动相互耦合而形成的系统。近年来,得益于微纳米技术等制造工艺的不断发展,力学振子的尺寸能够减小到微米量级,从而大大减小了光力学系统的尺度,使得光力耦合作用非常显著,可在力学振子系统中讨论量子效应。由于光力学系统有着非常广泛的应用前景,因此,人们对各种光力学系统进行了大量而深入的研究。例如,人们期望通过研究光力学系统的纠缠特性实现量子信息的处理。又如,高精度的光学腔中能够探测到极其微弱的信号,可应用于对弱力、微小质量、微小位移进行高精度测量。再如,腔光力学系统具有非线性多稳现象、纳米力学振子冷却到量子基态、光力学诱导透明(Optomechanically Induced Transparency,简称OMIT)等物理性质。本文主要研究双力学模耦合的光力学系统的光学相干透明及力学模之间的纠缠特性,我们所研究系统的光学腔由两个带有电极的可移动光学镜子组成,两振子上带有电荷,使得两振子之间存在库仑相互作用。这样,系统中除了存在光力学耦合,还存在库仑耦合。本文第一部分简要介绍了光力学系统中的光力耦合原理和光力学系统的应用;在第二部分中,我们介绍光力学系统的部分理论基础;在第三部分中,我们具体研究了在库仑相互作用下,通过参量驱动增强该系统振子之间的纠缠,并且发现通过增强振子之间的库仑相互作用能降低温度对纠缠的限制;在第四部分中,我们研究了该系统在不同情况下的光力学诱导透明,并发现系统中的两个谐振子处于对称的情况下,共振点附近出现透明窗口。在同等条件下,相比于单模的光力学系统,该系统具有更宽的透明窗口,这将更有益于我们研究系统的纠缠特性。在论文最后,我们总结了我们所做的研究工作,并展望今后可能开展的研究工作。
【学位授予单位】：四川师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O43
【图文】：

系统结构图,力学系统,Fabry-Perot腔,全反射

图 1（a）标准光力学系统：左侧为固定的半透射腔镜，右侧为可移动的全反射腔镜构成的 Fabry-Perot 腔。（b）不同的光力学系统结构图，从左往右依次为：原子力显微镜悬臂上的微镜构成的光力学系统、微镜、微腔、纳米膜、和宏观镜模式。（取自文献[13]）。1.3 量子纠缠

光力学,基本模型,强驱动

图 2.1 腔光力学基本模型。左侧为固定的半透射腔镜，右侧为可移动的全反射腔镜。εin和εout分别为强驱动光场和输出光场振幅，a 表示腔内光场，L 为无驱动光时的腔长，x(t)表示在辐射压的作用下，右侧可移动全反射镜发生微小振动时的位移。力学系统的基本模型如图 2.1 所示，强驱动光εin从左边的固定半透射

【参考文献】