腔光力系统中非绝热非阿贝尔几何相位门的实验研究

发布时间：2021-03-12 09:18

　　利用机械振子与多种物理系统的相互作用,将不同的物理量转化为振子上的振动,通过控制振动在机械振子上的相干传递,可以构造出用于实现不同物理场之间信息处理的器件。逻辑门,作为一种在经典以及量子信息处理中的基本单元,在机械振子系统中已经得到了实现。目前,在机械逻辑门的发展过程中存在的主要挑战包括构造可用于通用逻辑运算的非阿贝尔几何相位门。本文中,我们借鉴量子系统中构造非绝热非阿贝尔几何相位门的方法,在腔光力系统中,利用光学操控的方法构造了非绝热非阿贝尔几何相位门。本文的主要研究内容如下:第1章:介绍了机械系统中的相干操控现状及其应用。同时介绍了腔光力学的研究背景以及一些典型的腔光力系统及其优劣。第2章:研究了振动模式间的参量耦合。我们在基于两根耦合悬臂梁的两模腔光力系统中开展了振动模式参量耦合的实验,研究了模式频率差对模式耦合强度的影响。实验中,我们利用激光囚禁其中一根悬臂梁,构造了一个可调谐两模腔光力系统,并通过对囚禁光功率的周期性调制施加参量驱动,实现了振动模式间的参量耦合。进一步地,我们研究了不同模式频率差下的模式参量耦合,在实验上得到了模式间频率差与模式耦合强度之间的关系。第3章:研究... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所)湖北省

【文章页数】：43 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２机械循环器的示意图??

（１０）??Ｍｉｃｒｏｔｏｒｏｉｄ?Ｉ?｜?Ｄｏｕｂｌｅ?ｓｔｒｉｎｇ??－ｚｉｐｐｅｒ＊?ｃａｖｉｔｙ??Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?Ｉ?ｊ?Ｎａｎｏｒｏｄ?ｉｎｓｉｄｅ??ｍｉｃｒｏｄｉｓｋ?ｒｅｓｏｎａｔｏｒ?Ｉ?Ｉ?ａ?ｃａｖｉｔｙ??Ｉ???Ｉ?■■??１??Ｄｏｕｂｌｅ－ｄｉｓｋ?Ｉ?Ｗ?Ｃｏｌｄ?ａｔｏｍｓ?ｃｏｕｐｌｅｄ?ｊ??ｒｎｉｃｒｏｒｅｓｏｎａｔｏｒ?Ｉ?ｊ?ｔｏ?ａｎ?ｏｐｔｉｃｄ?ｃａｖｉｔｙ??ｆｇ?Ｊ?ｚｇ?ｊｊＷＢ?ｊ??图１．３腔光力系统中的各种不同质量的机械振子Ｍ??Ｆｉｇ．?１．３?Ｖａｒｉｅｔｙ?ｏｆ?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｒｅｓｏｎａｎｔｏｒｓ?ｆｏｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｏｐｔｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｓｙｓｔｅｍｓ，??ａｒｒａｎｇｅｄ?ａｃｃｏｒｄｉｎｇ?ｔｏ?ｍａｓｓ??在光对机械振子产生辐射压力的基础上，通过光腔结构来增强这种辐射压??力的作用，使得机械振子与光腔耦合起来，是近年来迅速引起关注的一个研究??方向：腔光力学。迄今为止，人们己经实现了利用各种不同类型，不同尺寸和??质量的机械振子构造腔光力系统（图１．３）［５３＿５５］，例如声子晶体［５６］，冷原子团［５７］??等。??５??

?腔光力系统中非绝热非阿贝尔几何相位门的实验研究???Ｍ??ｏｐｔｉｃａｌ?｜｜?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ??ｌａｓｅｒ?ｃａｖｉｔｙ?４?ｍｏｄｅ??＿??图１．４典型的腔光力系统间??Ｆｉｇ．?１．４?Ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｏｐｔｏｍｅｃｈａｎｃｉａｌ?ｓｙｓｔｅｍ??图１．４典型的腔光力系统：将法布里珀罗腔中的一端镜面替换为可移动的悬挂镜面，镜面??的移动引起光腔腔长的变化，影响腔内光场的分布，反过来影响可移动镜面的位移。??其中一种典型的腔光力系统就是一端镜面可移动的法布里珀罗腔（图１．３）。??Ｂｒａｇｉｎｓｋｙ等人提出光辐射压力对镜面的作用会为它提供一个额外的弹性系数??和耗散系数［５９］，这一理论在随后的实验中也得到了证明［６Ｇ］。在此以后，随着光??学微腔的发展和镜面结构的小型化，使得对腔光力系统中辐射压力的系统性研??究成为可能。在这种基于可移动腔镜的法布里珀罗腔形式的腔光力系统中，机??械振子为了提供可观的反射率，它的横向尺寸必须要大于光腔中激光的波长，??同时由于法布里珀罗腔的一个端面为可移动的镜面，导致光腔的品质因子难以??做得很高。??ｍｅｍｂｒａｎｅ??ｒｉｇｈｔ??＾?ｌｅｆｔ?？?ｍｏｄｅ??ｍｏｄｅ??图１．５?ＭＩＭ型腔光力系统的示意图？??６??


本文编号：3078072