表面等离子腔—波导系统中单向无反射和量子纠缠的研究

发布时间：2024-05-27 05:14

　　随着信息科技的飞速发展,人们对微型化和高度集成化器件的要求越来越高,在纳米尺寸的层面上实现光信息传输与处理成为科学研究的一个重要课题。表面等离激元的问世为研究者们敞开了一扇全新的大门。作为量子信息的理想新载体,表面等离激元不仅能够突破衍射极限而且还具有很强的局域场,为探索波导与各种共振器之间的强相互作用铺平了道路,同时其在高灵敏生物检测、传感和新型光源等领域也获得了广泛的应用。本文主要开展如下研究工作:1、构建由表面等离子损耗腔-波导组成的非厄米量子系统研究单带单向无反射和非互易量子纠缠。研究表明:当两个表面等离子腔之间的相移(?)=0.9301π时,在频率1.937 × 102THz处向前和向后方向的反射达到～0.9和～0;当相移(?)=1.0699π时,在频率1.921 × 102 THz处向前和向后方向的反射达到～0和～0.9。通过适当地调节两个表面等离子腔之间的相移能够在异常点处获得单向无反射,且在较宽的衰减率范围内实现可控双向的单向无反射传播。此外,在适当的相移和衰减率范围内获得了两个腔之间的高度非互易纠缠态,且最大纠缠值可达～1。2、构建由表面等离子增益和损耗腔-波导组成的...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１：表面等离子振荡原理图．??

由电子的集体振动能，形成一种沿着金属表面传播的近场电磁波，并被局限在金??属表面很小的范围内并发生增强的现象。??图２．１为表面等离激元产生的原理图，由两种半无限大、各向同性介质构成??的界面，介质的介电常数为正实数，金属的介电常数是实部为负的复数。金属表??面的电子与入射的光子....

图２．２：以参数Ｎ为函数的哈密顿／／的能级图（Ｎ是实数，ｍ＝０）．??

Ｈ?＝?ｐ２?＋?ｍ２！２?—?（ｉｘ）Ｎ．?（２．７）??根据此哈密顿绘制出随参数Ｎ变化的能级图，如图２．２所承。Ｍ１Ｎ＞２时，哈密??顿的光谱展示出正实数本征值，此区域称为ＰＴ对称未破坏区域：当１?＜?７Ｖ?＜?２??８??

图３．１：两个表面等离子损耗腔与一个？维等离子体波导相瓦作用简图．??

??３．１理论模型与计算??两个表面等离子损耗腔边耦合于波导的原理图如图３．１所示，两个腔之间的??Ｉｎｃｉｄｅｎｔ??Ｐｖｉ”?Ｃａｖｉｔｙ夕??＾＾ｃｋｗａｒｄ??图３．１：两个表面等离子损耗腔与一个？维等离子体波导相瓦作用简图．??１２??

图３．２：两个表面等离子腔间的相移分别取不同值（／＞?＝?０．９３０１７１■和１．０６９９７１■时??

的（ａ）反射光谱和（ｂ）透射和吸收光谱．??和向后方向的反射接近于０。更明显的是，在频率１．９２１?ｘｌＯ２?ＴＨｚ和１．９３７?ｘｌＯ２??ＴＨｚ处出现最高吸收率０．９７，相应的品质因数达到？３２２和？３２０。从图３．２可以??看出，当相移０?＝?ｔｔ时，两个方向的反射光谱和吸....

本文编号：3982817