腔光機械系統(tǒng)的奇異量子光學效應研究.pdf

1、在過去的幾十年間，光學自由度和機械自由度的耦合引起了人們的廣泛關(guān)注，由一個光學諧振腔和一個機械振子構(gòu)成的腔光機械系統(tǒng)更是成為了一個新的研究熱點。與此同時，超快、超慢光以及三階非線性效應等光學效應在量子通訊、全光開關(guān)、信息傳輸?shù)阮I(lǐng)域存在著極大的應用前景。在本文中，我們研究了一種典型腔光機械系統(tǒng)的光學特性，通過求解海森堡運動方程，我們得到了系統(tǒng)的一階和三階極化率并加以分析。
　　（1）我們通過對于腔光機械系統(tǒng)反射吸收譜的分析，發(fā)現(xiàn)了正

2、則模分裂效應的存在，并且證明了分裂峰的間距正比于系統(tǒng)的耦合率，利用這一特性我們提出了一種簡便的光學手段來檢測腔光機械系統(tǒng)的耦合強度。不僅如此，利用系統(tǒng)的吸收譜我們還能精確地測定機械振子的振動頻率。
　?。?）我們研究了腔光機械系統(tǒng)的色散特性，并進一步計算了光腔內(nèi)信號光的群速度。計算結(jié)果表明在不同的光腔-泵浦光失諧下，信號光將經(jīng)歷一個快光或者慢光的過程，并且由于正則模分裂效應，信號光的吸收幾乎為零。因而利用腔光機械系統(tǒng)可以實現(xiàn)對信號

3、光群速度的調(diào)制。
　?。?）我們研究了腔光機械系統(tǒng)的非線性克爾效應。計算結(jié)果表明該系統(tǒng)的克爾系數(shù)與泵浦光場的功率相關(guān)：當泵浦光場關(guān)閉時，不存在光學克爾效應；而當泵浦光場打開，并且功率不斷增大時，光學克爾系數(shù)也隨之迅速增大，并很快達到飽和?；谶@一特性，我們可以利用腔光機械系統(tǒng)來實現(xiàn)全光克爾開關(guān)。
　　（4）我們利用密度矩陣的方法又一次計算了信號光的群速度，我們發(fā)現(xiàn)群速度與光腔內(nèi)的光子數(shù)相關(guān)，而腔內(nèi)光子數(shù)又與泵浦光功率相關(guān)，因