混杂光力系统中的非线性光学效应研究.doc

摘要：本文我们在理论上研究了混杂光力系统中的非线性光学效应，主要包括光学双稳态、四波混频效应、Fano共振和慢光效应等几方面。该混杂光力系统由机械振子同时耦合于一个腔场和一个二能级系统（量子比特）形成。研究发现：1.我们可以使用一束强的腔驱动场来调制稳态光子数、声子数和布居数反转的双稳行为，并且讨论了量子比特和振子之间的耦合强度对双稳行为的影响。2. 二能级系统可以显著地改变腔的输出场，导致了双色光机械诱导透明以及四波混频强度的共振增强。我们发现四波混频谱中两个峰之间的距离可以通过量子比特-振子耦合强度进行调节，并且四波混频强度的峰值可由控制场的拉比频率进行调制。3. 当强控制场频率变化时，弱探测场的吸收谱表现为一系列非对称的Fano共振线型，并且由于二能级系统的出现使得吸收谱中可以出现双Fano共振线型，其位置可以由腔-控制场失谐量，量子-振子耦合强度和量子比特的跃迁频率进行调控。4. 探测场透射谱中的透明窗口伴随着快速的正常相位色散，表明可以出现慢光效应。我们发现透射探测场的群速度延迟可由控制场的频率和振幅调节，并且与量子比特的衰减率成反比。

关键词：混杂光力系统，光学双稳态，四波混频，Fano共振，慢光效应

目录

摘要

Abstract

1  绪论-4

1.1  腔光力学系统基本介绍-4

1.2  光学双稳态-8

1.3  四波混频效应-9

1.4  Fano共振-10

1.5  慢光效应-11

2  混杂光力系统中的光学双稳态和四波混频效应-11

2.1  引言-11

2.2  模型和理论-12

2.3  光子数和声子数的双稳行为-15

2.4  共振增强的四波混频过程-17

2.5  本章小结-20

3 混杂光力系统中受二能级系统调制的Fano共振和慢光效应-20

3.1  引言-20

3.2  模型与理论-21

3.3  可控的Fano共振-24

3.4  探测场透射谱中的慢光效应-28

3.5  本章小结-30

结  论-31

参考文献-32

致  谢-34