光力學(xué)系統(tǒng)（Optomechanical System,簡(jiǎn)稱(chēng)OMS）是描述光場(chǎng)與力學(xué)振子機(jī)械運(yùn)動(dòng)相互耦合的一個(gè)非線性量子系統(tǒng)。得益于納米技術(shù)的飛速發(fā)展,光力學(xué)系統(tǒng)中的光學(xué)腔和力學(xué)振子的尺寸可以做到納米級(jí)。在如此小尺寸的光力學(xué)系統(tǒng)中,量子效應(yīng)變得非常明顯,于是對(duì)光力學(xué)系統(tǒng)的研究進(jìn)入了飛速發(fā)展階段,例如在光力學(xué)誘導(dǎo)透明（Optomechanically induced transparency,簡(jiǎn)稱(chēng)OMIT）、光力學(xué)誘導(dǎo)吸收（Optomechanically induced absorption,簡(jiǎn)稱(chēng)OMIA）、光力學(xué)誘導(dǎo)非互易（Optomechanically induced nonreciprocity,簡(jiǎn)稱(chēng)OINC）、在光力學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)力學(xué)振子的基態(tài)冷卻等領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。當(dāng)量子系統(tǒng)在實(shí)際中應(yīng)用時(shí),要受到環(huán)境的作用,因此研究環(huán)境對(duì)量子系統(tǒng)的作用有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文主要研究的是三模光力學(xué)系統(tǒng)處在共同熱浴中時(shí),系統(tǒng)的吸收性質(zhì)及非互易性。本文所討論的三模光力學(xué)系統(tǒng)是由兩個(gè)光學(xué)模式與一個(gè)力學(xué)模式組成,其中兩個(gè)光學(xué)模式通過(guò)輻射壓同時(shí)與力學(xué)模式耦合。1、首先我們研究了三模光力學(xué)系統(tǒng)在共同熱浴中... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

1Fabry-Pérot光學(xué)腔由一個(gè)固定納米半透明光學(xué)鏡和可以移動(dòng)的納米反射鏡構(gòu)成

四川師范大學(xué)碩士學(xué)位論文三模光力學(xué)系統(tǒng)在共同熱浴中的吸收性質(zhì)72三模光力學(xué)系統(tǒng)在共同熱浴中的吸收性質(zhì)隨著光力學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展，所研究的模型已由單腔推廣到多腔。據(jù)我們所知，同一光學(xué)熱浴對(duì)三模光力學(xué)系統(tǒng)吸收性質(zhì)的影響尚未被研究。在本節(jié)中，我們將研究三模光力學(xué)系統(tǒng)在共同熱浴中的吸收性質(zhì)。2.1模型和動(dòng)力學(xué)方程圖2.1.1三模光力學(xué)系統(tǒng)的物理模型�？梢苿�(dòng)的鏡子(力學(xué)振子,)位于腔體的中間，將腔體劃分為兩個(gè)光學(xué)腔t和t2。光學(xué)腔t和t2與力學(xué)振子的耦合是通過(guò)左右兩個(gè)頻率分別為和2的強(qiáng)驅(qū)動(dòng)光場(chǎng)和2控制，且在左邊靜止的半透明的鏡子上照射有頻率為的弱探測(cè)光常另外，兩個(gè)光學(xué)模式處在共同熱浴中。本節(jié)所考慮的三模光力學(xué)系統(tǒng)的物理模型如圖2.1.1所示。我們考慮的模型位于腔體的中間的可移動(dòng)鏡子(力學(xué)振子,)將腔體劃分為兩個(gè)光學(xué)腔t和t2。這樣系統(tǒng)成為由兩個(gè)光學(xué)腔和一個(gè)力學(xué)振子構(gòu)成。光學(xué)腔t和t2的共振頻率分別為和2，與兩個(gè)光學(xué)腔共同耦合的力學(xué)振子的共振頻率為t。兩個(gè)光學(xué)腔t和t2與力學(xué)振子的耦合分別由振幅為=2/（=2）的強(qiáng)驅(qū)動(dòng)光場(chǎng)控制，其中表示第個(gè)驅(qū)動(dòng)光場(chǎng)的頻率，表示第個(gè)光學(xué)腔的衰變率。另外，光學(xué)腔t左側(cè)鏡子上還作用了一個(gè)振幅為=2/的弱探測(cè)光場(chǎng)，探測(cè)光場(chǎng)的作用是探測(cè)光力學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性質(zhì)。本節(jié)所考慮的三模光力學(xué)系統(tǒng)的哈密頓量表示為：=tt+2t2t2+ttt2t2t2++′tt+′2t2t2+′t′ht2′h（2.1.1）其中，=，Δ′=′′′=2表示驅(qū)動(dòng)光場(chǎng)與相應(yīng)光學(xué)腔的頻率失協(xié)量，光學(xué)腔與力學(xué)模式的單光子耦合強(qiáng)度′=′′′=2。在該哈

四川師范大學(xué)碩士學(xué)位論文三模光力學(xué)系統(tǒng)在共同熱浴中的吸收性質(zhì)12圖2.3.1輸出光譜的實(shí)部隨歸一化頻率t的變化關(guān)系。其中作用在右邊鏡子上的驅(qū)動(dòng)光場(chǎng)功率保持不變2=，作用在左邊鏡子上的驅(qū)動(dòng)光場(chǎng)功率分別為=（藍(lán)色實(shí)線），=（綠色虛線），=（紅色點(diǎn)線）。其他參數(shù)與上文所述一致。插圖表示歸一化頻率t在[]區(qū)間的放大圖。在這里，我們?cè)O(shè)置=，通過(guò)調(diào)節(jié)作用在左邊鏡子上的驅(qū)動(dòng)光場(chǎng)功率討論光學(xué)共同熱浴對(duì)三模光力學(xué)系統(tǒng)吸收性質(zhì)的影響。如圖2.3.1所示，輸出光譜的實(shí)部隨歸一化頻率t的變化情況。我們將三模光力學(xué)系統(tǒng)左右兩光學(xué)鏡上的驅(qū)動(dòng)光場(chǎng)同時(shí)打開(kāi)，其中右邊鏡子上面的驅(qū)動(dòng)光場(chǎng)功率保持不變2=，左邊鏡子上的驅(qū)動(dòng)光場(chǎng)功率改變，分別為=（藍(lán)色實(shí)線），=（綠色虛線），=（紅色點(diǎn)線）。對(duì)于=（藍(lán)色實(shí)線），我們可以觀察到在歸一化頻率t取值為[]和[]區(qū)間時(shí)，輸出光譜出現(xiàn)了兩個(gè)窄帶的吸收峰，這代表了系統(tǒng)光學(xué)共振吸收。圖2.3.1中的插圖為歸一化頻率t在[]區(qū)間的放大圖。由插圖可知，在歸一化頻率t=附近，光力學(xué)系統(tǒng)出現(xiàn)了光力學(xué)誘導(dǎo)透明。隨著左鏡子上的驅(qū)動(dòng)光場(chǎng)功率的增加，我們發(fā)現(xiàn)透明窗口略有加深而透明窗口明顯變寬，透明窗口兩個(gè)吸收峰值變低。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Optomechanical interfaces for hybrid quantum networks[J]. Chunhua Dong,Yingdan Wang,Hailin Wang.  National Science Review. 2015(04)



本文編號(hào)：2929024