吸收非线性物理的新应用：积分型光子“晶体管”的模型研究

行 赵

研究了在不同温度下三能级相干原子气体的光学特性(介电系数和群速)色散行为。求解三能级原子系统完备密度矩阵方程，得到所有密度矩阵元的色散行为，然后考虑多普勒频移修正和原子气体饱和蒸汽压(饱和密度)随着温度的变化关系，进行数值求解，给出了探针光群速的色散行为及与原子蒸汽温度的函数依赖关系图示。本文所研究的不同温度下三能级相干原子气体的光学特性可以作为某些温控光子学器件(如光子开关、光逻辑门、光子晶体管)的基本物理原理。 The dependence of dispersion characteristics of electric permittivity and group velocity on the temperature in a three-level quantum coherent atomic vapor is considered based on the numerical solution of the density matrix equation of the three-level atomic system. The behavior of dispersion of all the density matrix elements has been obtained, and both the Doppler frequency shift and the saturation density that depend upon the temperature of the saturated atomic vapor have been taken into account. The presented optical response of the quantum coherent vapor can be utilized as a fundamental mechanism for some temperature-controlled photonic devices such as optical switches, photonic logic gates and optical transistors.

Weiping Qin, 陈宝玫

从单个分子的角度出发研究反Ｓｔｏｋｅｓ荧光制冷的微观机制，提出了单分子－光子制冷泵的物理概念，预防了物质世界可能实现的体积量小的制冷器，系统地描述了单分子－光子泵（ＳＭＰＣ）的工作原理，研究了ＳＭＰＣ的量子跃迁过程；给出了ＳＭＰＣ单次量子跃迁可以达到的最大制冷系数，指出了ＳＭＰＣ制冷过程中的几率特性，并模拟了作为单分子－光子泵的单个Ｙｂ＾３＋离子的热力学行为。

姚望, 刘仁保, 沈吕九

文章简要地介绍了如何在量子网络中控制量子界面动力学以实现静态量子比特和动态量子比特的相互转换．具体言之，该界面由半导体量子点、固体光学微腔以及光学波导管构成，静态及动态比特分别为量子点中的电子自旋和波导管中的单光子波包所携带．界面动力学的控制则是基于对量子点、微腔和波导管耦合系统的量子电动力学的严格求解．据此可实现网络中两个远距离节点间的量子态传输、交换以及确定性的建立量子纠缠等量子操作．上述量子界面亦可用于任意指定波形的单光子源或者单光子探测装置。

黄纯青, 韩定安, 郑晓亮 +1 more

构造了减少光子奇对相干态与减少光子偶对相干态，并用数值模拟方法研究了它们的非经典特性。结果表明，从奇对相干态与偶对相干态的第一个场模取走光子，可以显著地增强第二个场模的光子统计亚泊松分布特性；从奇对相干态的第一个场模取走光子后，在双模光子消灭算符本征值的模较小时可以增强第一个场模的光子反聚束性质。从偶对相干态的第一个场模取走光子，在双模光子消灭算符本征值的模较小时第二个场模的光子反聚束效应得到明显增强。

万琳, 刘三秋, 陶向阳

利用全量子理论，研究了非旋波近似下两个二能级原子与单模光场相互作用过程中受激场场熵的演化规律，通过与旋波近似下的相应结果进行比较，进一步揭示出非旋波近似条件下虚光子过程对场熵演化特性的影响.

张贵银 Zhang Guiyin, 武晓蕊 Wu Xiaorui, 李松涛 Li Songtao +1 more

采用开放的梯形三能级原子模型及密度矩阵方程理论，数值模拟了不同参数条件下，双色双光场多光子电离过程中粒子数布居随时间的变化。发现两束激光频率失谐量均为零时，基态、第一、第二共振态粒子数布居随时间呈现振幅减小的拉比振荡，第一共振态布居振荡的频率是基态和第二共振态布居振荡频率的两倍，第二共振态和基态之间可存在较大粒子数布居反转，为实现短波长脉冲相干光输出提供了可能，且激光拉比频率越高，布居振荡频率及粒子数布局反转差值越大。两束激光同步作用于系统，亦有利于粒子数布居反转。