三模光力学系统在共同热浴中的吸收性质及非互易性的研究
发布时间：2020-12-21 02:35
光力学系统（Optomechanical System,简称OMS）是描述光场与力学振子机械运动相互耦合的一个非线性量子系统。得益于纳米技术的飞速发展,光力学系统中的光学腔和力学振子的尺寸可以做到纳米级。在如此小尺寸的光力学系统中,量子效应变得非常明显,于是对光力学系统的研究进入了飞速发展阶段,例如在光力学诱导透明（Optomechanically induced transparency,简称OMIT）、光力学诱导吸收（Optomechanically induced absorption,简称OMIA）、光力学诱导非互易（Optomechanically induced nonreciprocity,简称OINC）、在光力学系统中实现力学振子的基态冷却等领域取得了重大进展。当量子系统在实际中应用时,要受到环境的作用,因此研究环境对量子系统的作用有实际应用价值。本文主要研究的是三模光力学系统处在共同热浴中时,系统的吸收性质及非互易性。本文所讨论的三模光力学系统是由两个光学模式与一个力学模式组成,其中两个光学模式通过辐射压同时与力学模式耦合。1、首先我们研究了三模光力学系统在共同热浴中...
【文章来源】：四川师范大学四川省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1Fabry-Pérot光学腔由一个固定纳米半透明光学镜和可以移动的纳米反射镜构成
四川师范大学硕士学位论文三模光力学系统在共同热浴中的吸收性质72三模光力学系统在共同热浴中的吸收性质随着光力学系统的发展，所研究的模型已由单腔推广到多腔。据我们所知，同一光学热浴对三模光力学系统吸收性质的影响尚未被研究。在本节中，我们将研究三模光力学系统在共同热浴中的吸收性质。2.1模型和动力学方程图2.1.1三模光力学系统的物理模型。可移动的镜子(力学振子,)位于腔体的中间，将腔体划分为两个光学腔t和t2。光学腔t和t2与力学振子的耦合是通过左右两个频率分别为和2的强驱动光场和2控制，且在左边静止的半透明的镜子上照射有频率为的弱探测光常另外，两个光学模式处在共同热浴中。本节所考虑的三模光力学系统的物理模型如图2.1.1所示。我们考虑的模型位于腔体的中间的可移动镜子(力学振子,)将腔体划分为两个光学腔t和t2。这样系统成为由两个光学腔和一个力学振子构成。光学腔t和t2的共振频率分别为和2，与两个光学腔共同耦合的力学振子的共振频率为t。两个光学腔t和t2与力学振子的耦合分别由振幅为=2/（=2）的强驱动光场控制，其中表示第个驱动光场的频率，表示第个光学腔的衰变率。另外，光学腔t左侧镜子上还作用了一个振幅为=2/的弱探测光场，探测光场的作用是探测光力学系统的光学性质。本节所考虑的三模光力学系统的哈密顿量表示为：=tt+2t2t2+ttt2t2t2++′tt+′2t2t2+′t′ht2′h（2.1.1）其中，=，Δ′=′′′=2表示驱动光场与相应光学腔的频率失协量，光学腔与力学模式的单光子耦合强度′=′′′=2。在该哈
四川师范大学硕士学位论文三模光力学系统在共同热浴中的吸收性质12图2.3.1输出光谱的实部随归一化频率t的变化关系。其中作用在右边镜子上的驱动光场功率保持不变2=，作用在左边镜子上的驱动光场功率分别为=（蓝色实线），=（绿色虚线），=（红色点线）。其他参数与上文所述一致。插图表示归一化频率t在[]区间的放大图。在这里，我们设置=，通过调节作用在左边镜子上的驱动光场功率讨论光学共同热浴对三模光力学系统吸收性质的影响。如图2.3.1所示，输出光谱的实部随归一化频率t的变化情况。我们将三模光力学系统左右两光学镜上的驱动光场同时打开，其中右边镜子上面的驱动光场功率保持不变2=，左边镜子上的驱动光场功率改变，分别为=（蓝色实线），=（绿色虚线），=（红色点线）。对于=（蓝色实线），我们可以观察到在归一化频率t取值为[]和[]区间时，输出光谱出现了两个窄带的吸收峰，这代表了系统光学共振吸收。图2.3.1中的插图为归一化频率t在[]区间的放大图。由插图可知，在归一化频率t=附近，光力学系统出现了光力学诱导透明。随着左镜子上的驱动光场功率的增加，我们发现透明窗口略有加深而透明窗口明显变宽，透明窗口两个吸收峰值变低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optomechanical interfaces for hybrid quantum networks[J]. Chunhua Dong,Yingdan Wang,Hailin Wang. National Science Review. 2015(04)
本文编号：2929024
【文章来源】：四川师范大学四川省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1Fabry-Pérot光学腔由一个固定纳米半透明光学镜和可以移动的纳米反射镜构成
四川师范大学硕士学位论文三模光力学系统在共同热浴中的吸收性质72三模光力学系统在共同热浴中的吸收性质随着光力学系统的发展，所研究的模型已由单腔推广到多腔。据我们所知，同一光学热浴对三模光力学系统吸收性质的影响尚未被研究。在本节中，我们将研究三模光力学系统在共同热浴中的吸收性质。2.1模型和动力学方程图2.1.1三模光力学系统的物理模型。可移动的镜子(力学振子,)位于腔体的中间，将腔体划分为两个光学腔t和t2。光学腔t和t2与力学振子的耦合是通过左右两个频率分别为和2的强驱动光场和2控制，且在左边静止的半透明的镜子上照射有频率为的弱探测光常另外，两个光学模式处在共同热浴中。本节所考虑的三模光力学系统的物理模型如图2.1.1所示。我们考虑的模型位于腔体的中间的可移动镜子(力学振子,)将腔体划分为两个光学腔t和t2。这样系统成为由两个光学腔和一个力学振子构成。光学腔t和t2的共振频率分别为和2，与两个光学腔共同耦合的力学振子的共振频率为t。两个光学腔t和t2与力学振子的耦合分别由振幅为=2/（=2）的强驱动光场控制，其中表示第个驱动光场的频率，表示第个光学腔的衰变率。另外，光学腔t左侧镜子上还作用了一个振幅为=2/的弱探测光场，探测光场的作用是探测光力学系统的光学性质。本节所考虑的三模光力学系统的哈密顿量表示为：=tt+2t2t2+ttt2t2t2++′tt+′2t2t2+′t′ht2′h（2.1.1）其中，=，Δ′=′′′=2表示驱动光场与相应光学腔的频率失协量，光学腔与力学模式的单光子耦合强度′=′′′=2。在该哈
四川师范大学硕士学位论文三模光力学系统在共同热浴中的吸收性质12图2.3.1输出光谱的实部随归一化频率t的变化关系。其中作用在右边镜子上的驱动光场功率保持不变2=，作用在左边镜子上的驱动光场功率分别为=（蓝色实线），=（绿色虚线），=（红色点线）。其他参数与上文所述一致。插图表示归一化频率t在[]区间的放大图。在这里，我们设置=，通过调节作用在左边镜子上的驱动光场功率讨论光学共同热浴对三模光力学系统吸收性质的影响。如图2.3.1所示，输出光谱的实部随归一化频率t的变化情况。我们将三模光力学系统左右两光学镜上的驱动光场同时打开，其中右边镜子上面的驱动光场功率保持不变2=，左边镜子上的驱动光场功率改变，分别为=（蓝色实线），=（绿色虚线），=（红色点线）。对于=（蓝色实线），我们可以观察到在归一化频率t取值为[]和[]区间时，输出光谱出现了两个窄带的吸收峰，这代表了系统光学共振吸收。图2.3.1中的插图为归一化频率t在[]区间的放大图。由插图可知，在归一化频率t=附近，光力学系统出现了光力学诱导透明。随着左镜子上的驱动光场功率的增加，我们发现透明窗口略有加深而透明窗口明显变宽，透明窗口两个吸收峰值变低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Optomechanical interfaces for hybrid quantum networks[J]. Chunhua Dong,Yingdan Wang,Hailin Wang. National Science Review. 2015(04)
本文编号：2929024
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