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Acta Optica Sinica

气固界面N型四能级系统的光谱特性

孟腾飞 Meng Tengfei, 田剑锋 Tian Jianfeng, 白晶 Bai Jing, 韩丙辰 Han Bingchen

Published Jan 1, 2025• 0 citations
Publisher

Abstract

基于密度矩阵理论,研究了气固界面N型四能级原子系统的选择反射光谱特性。通过数值模拟,分析了光谱中反射峰和透明窗口的形成机制,并结合电子跃迁路径以及两基态与两激发态之间是否存在相干性对相关现象进行了解释。进一步研究发现:当同步调节控制光与信号光的频率失谐量时,可实现透明窗口和反射峰位置的连续移动;当同步增加两束光的拉比频率时,透明窗口的线宽增大,深度增加;当单独调节信号光的拉比频率时,可实现透明窗口到反射峰的转变。这些现象通过电子跃迁路径及缀饰态理论得到了合理解释。研究表明,通过外场同步调控和电子跃迁路径干涉,可在气固界面体系实现反射光谱的多功能操控。相较于自发辐射调控,所提方法在光学器件应用中展现出更高的灵活性。

DOI
10.3788/aos251163

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基于光子计数的合作目标“量子”成像

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在实验上研究了赝热光照明下,基于光子计数模式的合作目标“量子”成像,并给出理论模型和解释.研究表明,利用光子计数的单光子探测器代替以往光强度线性探测器作为桶探测器在“量子”成像中同样适用.实验发现,合作目标的反射信号可穿透弱散射介质实现成像,该技术在减小光学成像透镜孔径方面具有潜在的应用价值.对比了基于强度关联成像和压缩感知算法的“量子”成像结果,并得出实用性结论.本文的方案为“量子”成像的实际应用提供了新方法.

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通过解析和数值计算,研究双光子吸收环境下二阶非线性系统中的非传统光子阻塞。首先通过解析方法,得到实现非传统光子阻塞的解析最佳条件。然后利用数值方法,给出等时二阶关联函数的数值结果,研究表明,双光子吸收环境下的二阶非线性系统中存在非传统光子阻塞,且解析的最佳条件与数值结果非常吻合。最后给出等时二阶关联函数的解析表达式,并与数值结果进行对比,结果表明,等时二阶关联函数的理论结果与数值结果几乎一致,不一致区域的理论值比数值结果小。产生不一致的原因是在解析计算过程中,系统的希尔伯特空间被截断到双光子激发。进一步研究表明,光子阻塞的窗口宽度随外界驱动力的增加而增加,随二阶非线性相互作用强度的增加而减小。这些发现为该系统中光子阻塞的实验观测和实际应用提供一定的理论指导。

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Dephasing control of high-harmonic generation in strong-field-driven Mott insulators

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固体高次谐波产生是探测非平衡量子多体动力学的重要手段,然而在强关联体系中,传统的纯态演化方法难以自洽地刻画退相干效应。本文基于一维半填充Fermi–Hubbard模型,采用含时薛定谔方程与Lindblad形式的密度矩阵主方程,系统研究了强激光场驱动下关联电子体系的非线性光学响应及其退相干调控机制。首先,通过对比计算证实,在无退相干极限下,两种方法在高次谐波谱及双占据动力学的描述上具有高度一致性。进一步研究发现,引入退相干将显著抑制长轨道与短轨道之间的相干干涉,使谐波谱逐渐呈现出清晰的平台结构与截止特征。双占据动力学分析表明,退相干过程通过缩短量子相干寿命,削弱多体相干对电子跃迁的抑制作用,从而加速双占据态的生成。与此同时,时频分析揭示了退相干的轨道选择性特征,即优先抑制相位敏感的长轨道辐射,而保留由短轨道主导的主要辐射贡献。本研究从微观层面阐明了退相干重塑量子路径干涉的物理机制,为利用多体相互作用与退相干效应优化强关联体系中的高次谐波光源提供了理论依据。

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时泽准 Shi Zezhun, 周立坤 Zhou Likun, 金光日 Jin GuangRi

双数态是量子相位估计问题中的有用资源,其作为马赫-曾德尔干涉仪输入态,可使得相位测量精度突破标准量子极限。然而,符合计数探测导致双数态的相位分布函数(即似然函数)出现多峰结构,出现相位模糊。针对这一问题,提出一种可消除相位模糊的简便方案,并对其有效性进行分析。该方案的核心是将N光子双数态和单光子分别注入干涉仪中,使得总的相位分布函数具有单峰结构,由此得到唯一最大似然估计量,该估计量的涨落在整个相位区间均优于标准量子极限。

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新型固体材料中的单光子源:从调控到集成(特邀)

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固体材料中的单光子源是利用固态材料中的点缺陷或激子产生单光子辐射的一种量子光源,这类光源具有高稳定性、易于操作、高集成度和高效率等优点,在量子信息处理、量子传感和量子光学等领域具有广泛的应用前景。本文首先对不同类型的新型固态材料中的单光子源进行分类介绍和优劣比较,并重点探讨调控单光子源性能的常见方法和技术,包括应力工程、温度调控、电场调谐和表面等离激元耦合等。然后介绍了新型固体材料中单光子源在集成光芯片方面的最新进展与挑战,以及在量子通信、量子计算和量子密钥分发等方面的应用实例。最后总结了该研究领域目前存在的挑战和未来的发展方向,旨在为读者提供关于新型固态材料单光子源的全面而简明的概述。

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将复数折射率介质的Helmholtz方程化为具有复数势能的Schrödinger方程的形式, 用进化算子的逆算子代替相应的共轭算子, 定义了新的左矢、力学量的新平均值和推广的Heisenberg图像, 利用量子力学方法讨论了力学量的新平均值表示的复数光束传输参数、复数ABCD定律和复数ABCD系统的Huygens积分. 研究表明, 复数光束传输参数的进化方程与实数折射率系统的相应方程相同. 对于复数光束质量因子守恒系统的研究表明, 复数ABCD定律成立, 位置算子和动量算子的进化方程是线性的, Huygens积分可以写成ABCD形式.

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通过解析和数值计算,研究双光子吸收环境下二阶非线性系统中的非传统光子阻塞。首先通过解析方法,得到实现非传统光子阻塞的解析最佳条件。然后利用数值方法,给出等时二阶关联函数的数值结果,研究表明,双光子吸收环境下的二阶非线性系统中存在非传统光子阻塞,且解析的最佳条件与数值结果非常吻合。最后给出等时二阶关联函数的解析表达式,并与数值结果进行对比,结果表明,等时二阶关联函数的理论结果与数值结果几乎一致,不一致区域的理论值比数值结果小。产生不一致的原因是在解析计算过程中,系统的希尔伯特空间被截断到双光子激发。进一步研究表明,光子阻塞的窗口宽度随外界驱动力的增加而增加,随二阶非线性相互作用强度的增加而减小。这些发现为该系统中光子阻塞的实验观测和实际应用提供一定的理论指导。
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