腔自旋波混合系统中各向异性奇异点的实验研究
发布时间：2021-11-19 08:00
近年来,随着量子科学与技术的发展,不同种类混合量子系统被提出,其中包括自旋系综和腔构成的混合系统。例如,以钇铁石榴石（YIG）中Kittel模自旋波量子和微波腔中光子耦合的混合系统最近引起了广泛的关注。由于腔自旋波量子系统具有较好的相干性和可调性,基于该系统的一些新颖物理现象在实验上被实现,比如腔自旋波量子的信息梯度存储、腔自旋波电子学和腔自旋波量子系统中微波传输方向的调控等。此外,腔自旋波量子系统还可以与超导量子比特、声子和光波段光子相互作用构造出其他一些有趣的物理系统。这有望建立以自旋波量子为核心,耦合其他物理系统的量子网络平台。奇异点现象存在于各种非厄米物理系统中。目前,国际上对光学系统和声学系统中奇异点的性质做了大量研究,但针对腔自旋波量子系统中奇异点性质的研究还不多,尚无各向异性奇异点的研究。本论文关注腔自旋波量子系统的非厄米性质,在理论和实验上研究其各向异性奇异点的特性。论文分为四章。第一章是绪论和研究进展,包括基本概念和研究背景介绍,并分析了不同自旋系综在构建混合量子系统方面的优势与不足,以及国际上腔自旋波量子系统的研究进展。第二章针对腔自旋波量子系统如何构造非厄米的哈密...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２腔量子电动力学的参数空间图［３９］
浙江大学硕士学位论文?第一章绪论和研究进展??实现了与磁通量子比特的相干耦合［５４＿５６］和量子信息存储的实验方案［５６＿５９］。在单个??Ｎ－Ｖ色心的实验中，室温下的相干时间可以达到秒量级。??Ｃａｖｉｔｙ?Ｃａｖｉｔｙ??ｏｐｔｏｍａｇｎｏｎｉｃｓ?＾ｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｏｎｉｃｓ??＼?＼ｍｏ＾ｅｓ／?〇?Ｉ?５??ｖ＾?Ｗ?Ｂ＊??令及＇，：、－?Ｖ、Ｙ??丨：爹?＿??Ｃａｖｉｔｙ?Ｑｕａｎｔｕｍ??ｍａｇｎｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ?ｍａｇｎｏｎｉｃｓ??图１．３基于铁磁晶体静磁模集体激发的自旋波量子（白色部分）和不同物理系统之间通过不??同相互作用手段耦合在一起的示意图［７５］。自旋波量子混合系统的基本实现方式是腔电动力??学，其中静磁模和微波腔模之间的强耦合是通过单个自旋的磁偶极相互作用的集体增强实现??的（蓝色部分）。静磁模与量子比特之间的有效强耦合是通过在超导量子比特与微波腔模之??间的强电偶极耦合产生的（绿色部分）。在腔光磁效应中，磁光效应允许静磁模式和光腔模??式之间的耦合，从而结合腔电磁，实现光学光子和微波光子之间的双向转换（红色部分）。??在腔磁力系统中，铁磁晶体的静磁模式和机械模式的耦合是通过磁致伸缩力来完成的（紫色??部分）。强（弱）耦合区的相互作用显示为粗体（细）箭头；直接（间接）相互作用显示为??实心（虚线）箭头。??上一节提到过有效耦合强度，所以想要获得系统较大的耦合强度??需要增加自旋的数目。而电子自旋的线宽和自旋密度有着十分密切的关系，随着??自旋数目的增加由于不均匀展宽相干时间迅速变短，无法实现较大的耦合强度。??稀土掺杂的氧化物自旋系综和有机物自旋系综也都属于顺
ｉ?Ｉ?ｆ?－?０?Ｓ－??ｊｉ??１９０?１９５?２００?２０５?５．５５?５．６０?５．Ｂ５??Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ?（ｍＴ）?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（ＧＨｚ）??（ｅ）?７．６０?ｐ??｜Ｒｅｆｌ．（ａ．ｕ．）（ｆ）?＾?［、＿?■?１?二?｜?°＊６？??｜７‘５８ｍ—Ｈ＼?ＥＳ：：ｓ??卜［＿ｉｉｋ?１?：｜ＡＳ！ｆ＇??２６０?２８５?２７０?２７５?〇?１００?２００?３００?４００?５００??Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｆｉｅｌｄ?（ｍＴ）?Ｔｉｍｅ?＿??图１．４?（ａ）表示是自旋波量子（ｍ）和光子（ａ）耦合系统示意图［６４］，其中ｇ表示的是系统的??耦合强度，心，＆分别表示的是自旋波量子和腔模的线宽。（ｂ）在该耦合系统中耦合强度和??各子系统耗散率之间的关系，决定了系统处在什么样的耦合状态。（ｃ）不同偏置磁场下的??ＭＩＴ光谱。（ｄ）在零失谐磁场下的ＭＩＴ共振反射谱。（ｅ）不同偏置磁场下的Ｐｕｒｃｅｌｌ效应反射??谱。（ｆ）两个不同磁场强度Ｂ，（蓝点）和＆（红点）下腔能量的衰减曲线，实线是拟合曲线。插??图表示的是在磁场强度氏（蓝线）和氐（红线）处的共振发射谱。??虽然他们先后实现了腔自旋波量子混合系统的强耦合效应，但是他们所采娶??的实现手段却不相同。Ｚｈａｎｇ等人是在常温条件下利用不同大小的微波腔实现的??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Theory of the magnon Kerr effect in cavity magnonics[J]. GuoQiang Zhang,YiPu Wang,JianQiang You. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2019(08)
[2]非厄米哈密顿量的物理意义[J]. 陈增军,宁西京. 物理学报. 2003(11)
本文编号：3504623
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２腔量子电动力学的参数空间图［３９］
浙江大学硕士学位论文?第一章绪论和研究进展??实现了与磁通量子比特的相干耦合［５４＿５６］和量子信息存储的实验方案［５６＿５９］。在单个??Ｎ－Ｖ色心的实验中，室温下的相干时间可以达到秒量级。??Ｃａｖｉｔｙ?Ｃａｖｉｔｙ??ｏｐｔｏｍａｇｎｏｎｉｃｓ?＾ｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｏｎｉｃｓ??＼?＼ｍｏ＾ｅｓ／?〇?Ｉ?５??ｖ＾?Ｗ?Ｂ＊??令及＇，：、－?Ｖ、Ｙ??丨：爹?＿??Ｃａｖｉｔｙ?Ｑｕａｎｔｕｍ??ｍａｇｎｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ?ｍａｇｎｏｎｉｃｓ??图１．３基于铁磁晶体静磁模集体激发的自旋波量子（白色部分）和不同物理系统之间通过不??同相互作用手段耦合在一起的示意图［７５］。自旋波量子混合系统的基本实现方式是腔电动力??学，其中静磁模和微波腔模之间的强耦合是通过单个自旋的磁偶极相互作用的集体增强实现??的（蓝色部分）。静磁模与量子比特之间的有效强耦合是通过在超导量子比特与微波腔模之??间的强电偶极耦合产生的（绿色部分）。在腔光磁效应中，磁光效应允许静磁模式和光腔模??式之间的耦合，从而结合腔电磁，实现光学光子和微波光子之间的双向转换（红色部分）。??在腔磁力系统中，铁磁晶体的静磁模式和机械模式的耦合是通过磁致伸缩力来完成的（紫色??部分）。强（弱）耦合区的相互作用显示为粗体（细）箭头；直接（间接）相互作用显示为??实心（虚线）箭头。??上一节提到过有效耦合强度，所以想要获得系统较大的耦合强度??需要增加自旋的数目。而电子自旋的线宽和自旋密度有着十分密切的关系，随着??自旋数目的增加由于不均匀展宽相干时间迅速变短，无法实现较大的耦合强度。??稀土掺杂的氧化物自旋系综和有机物自旋系综也都属于顺
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Theory of the magnon Kerr effect in cavity magnonics[J]. GuoQiang Zhang,YiPu Wang,JianQiang You. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2019(08)
[2]非厄米哈密顿量的物理意义[J]. 陈增军,宁西京. 物理学报. 2003(11)
本文编号：3504623
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