三模光力系統(tǒng)中的非線性光學(xué)特性研究.pdf

1、典型的光力系統(tǒng)一般由一個法布里-珀羅（Fabry-Perot）式光學(xué)諧振腔構(gòu)成，而Fabry-Perot是由兩個腔鏡組成，一個腔鏡固定不動，而另一個腔鏡是可以自由運動的（它可以看作是一個固有頻率為m的納米諧振子）。光力系統(tǒng)在理論和實驗研究方面已經(jīng)取得巨大的成就，其中有一些新穎和有趣的現(xiàn)象，例如：光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)(Optical Bistability），光機械誘導(dǎo)透明(Optomechanically Induced Transparency

2、），正常模式分裂（Normal Mode Splitting），慢光（Slow Light），暗態(tài)光機運動（Optomechanical Dark State）等現(xiàn)象已經(jīng)接連地出現(xiàn)。這些現(xiàn)象能被光機械相互作用的線性性質(zhì)做出合理的解釋。然而，事實上由于線性腔光機械模型沒有把光機械耦合固有的非線性特性考慮進去，結(jié)果在光力系統(tǒng)中，一些有趣的非線性現(xiàn)象可能被忽視。
　　光力系統(tǒng)的非線性效應(yīng)是近年來被提出并引起廣泛關(guān)注的研究課題，人們期待它

3、能夠展現(xiàn)出豐富而非凡的性能。非線性光機械相互作用已經(jīng)成為當(dāng)今光力系統(tǒng)的一個新的重要研究領(lǐng)域并且在經(jīng)典和量子機械裝置中成為有趣的話題。在本論文中，主要研究含有量子阱的三模光力系統(tǒng)的非線性光學(xué)特性。通過求解系統(tǒng)所滿足海森堡-朗之萬運動方程（Heisenberg-Langevin equations）并利用光腔滿足輸入-輸出關(guān)系，可以得到二階邊帶效應(yīng)以及慢光效應(yīng)。全文由五章構(gòu)成。
　　在第一章(緒論)中，詳細綜述了光力系統(tǒng)的研究背景以及

4、非線性光學(xué)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀，最后介紹本文研究內(nèi)容和全文結(jié)構(gòu)。
　　在第二章中，介紹了幾種典型的光力系統(tǒng)以及有關(guān)光力系統(tǒng)的一些理論知識。
　　在第三章中，研究了含有量子阱的三模光力系統(tǒng)中的二階邊帶效應(yīng)。在這樣的一個三模光力系統(tǒng)中，泵浦激光-激子失諧量，光-激子耦合強度以及泵浦功率對二階邊帶效率都有著重大的影響。實驗數(shù)據(jù)結(jié)果證明，由于存在量子阱二階邊帶效率在該光力系統(tǒng)中發(fā)生極大地改變。如果光腔與量子阱之間的耦合越強，二階邊帶效率就越

5、大。通過調(diào)節(jié)泵浦激光-激子的失諧量，二階邊帶效率能夠被明顯的改變，當(dāng)調(diào)節(jié)的參量相同時，二階上邊帶產(chǎn)生的現(xiàn)象與二階下邊帶產(chǎn)生的現(xiàn)象類似，不同之處在于，二階下邊帶產(chǎn)生的效率沒有二階上邊帶高。
　　在第四章中，討論了三模光力系統(tǒng)中的慢光效應(yīng)。隨著探測激光-泵浦激光失諧量δ的增大，探測透射光束的相位迅速增大。通過含有量子阱的三?；旌瞎饬ο到y(tǒng)的共振探測光束能夠被極大地延遲，即經(jīng)過該系統(tǒng)的共振探測光束會變慢。計算得到，經(jīng)過該系統(tǒng)的共振探測光束