【摘要】：隨著信息時代的到來,傳統(tǒng)的電子學(xué)器件越來越難以滿足需要。與電子相比,光子在信息處理方面具有獨特的優(yōu)勢。光子用作信息處理取決于光子器件的發(fā)展。近年來,回音壁模式光學(xué)微腔和腔光力系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡單、功能多樣,成為了重要的基礎(chǔ)光子器件,在光信息處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以光信息處理為目標,圍繞著這兩個物理體系,分別研究了它們的性質(zhì)以及在光信息處理中的應(yīng)用。主要的工作內(nèi)容為:一、搭建了回音壁模式光學(xué)微腔實驗平臺。通過該平臺可以制備出回音壁模式微腔,并可以開展微腔的耦合與測量實驗。可制備的微腔包括微球腔,微盤腔和微芯環(huán)腔,其尺寸為30-150微米。對這些微腔進行光學(xué)測量時,我們采用直徑被拉成1-2微米的光纖錐波導(dǎo)實現(xiàn)激光的輸入與輸出。二、觀察并解釋了增益腔中的動力學(xué)類Fano線型。我們在實驗中觀察到增益腔中出現(xiàn)了類似于Fano線型的“傳輸譜”,發(fā)現(xiàn)該譜線的線型依賴于泵浦光和信號光的功率以及信號光的掃描速度。為了解釋這個現(xiàn)象,我們提出了一個基于三能級系統(tǒng)的激光速率方程和耦合模理論的模型。該模型的計算結(jié)果與實驗符合的很好。三、與合作者一起實現(xiàn)了兩個高品質(zhì)因子的微芯環(huán)腔的耦合與調(diào)控。我們在耦合的微芯環(huán)腔中,研究了納米粒子的瑞利散射對正交模式的調(diào)控。此外,我們將增益引入到耦合系統(tǒng)中,實現(xiàn)了宇稱時間對稱的耦合微腔,并觀察到了該系統(tǒng)的宇稱時間對稱與破缺。同時,發(fā)現(xiàn)此系統(tǒng)在一定條件下對光的傳輸具有單向?qū)ㄐ浴Ｋ�、在理論上研究了腔光力學(xué)體系中的光力正交模在量子信息中的應(yīng)用。我們提出了利用光力正交模的絕熱和非絕熱演化來分別實現(xiàn)不同頻率機械模上聲子的轉(zhuǎn)移和糾纏制備。五、在理論上提出了耦合腔光力學(xué)系統(tǒng)中三路徑電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象。與前人提出三路徑電磁誘導(dǎo)吸收不同,我們在耦合腔光力系統(tǒng)中,發(fā)現(xiàn)三路徑干涉不僅可以誘導(dǎo)吸收,還可以誘導(dǎo)透明。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O431.2

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本文編號：2524432