周期驱动系统中单粒子的动力学特性研究

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1、给耳Ｄ２０誦巧分类号１０４８７学校代码－＿密级－Ｊ＃个辩教乂穿ｍｉ博±学位论文周讓动系统中单糕子的动力学特惟研究Ｈ［学位申请人：李利平学科专业：光学指营教师：吴颖教授答辩日期：２０１７年５月９日？：乂ＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆ比ｅＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒ化ｅＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＰｈｉｌｏｓｏｐｈｙｉｎＳｃｉｅｎｃｅＤｙｎａｍｉｃｓｏｆａｐａｒｔｉｃｌｅｉｎｐｅｒｉｏｄｉｃａｌ

2、ｌｙｄｒｉｖｅｎｓｙｓｔ；ｅｍｓＰｈ．Ｄ．Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉｉｎｇＬｉｐＭａｏｒ：ＯｔｉｃｓｊｐＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｔＹｉｎｇＷｕｐＨｕａｚｈｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｇｙＷｕｈａｎ４３００７４Ｐ．化Ｃｈｉｎａ，Ｍａ２０１７ｙ，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除文中己标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体己经发表或撰写过的研究成果，均已在文。对本文

3、的研究做出贡献的个人和集体中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；东別平日期：如｜年ｒ月１３日了学位论文版权使用授权书目本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，Ｐ；学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权华中科技大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检。索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文保密□，在年解密后适用本授权书。本论文、属于／＇ｌ不保密ｅ＂＂（请在上方框内打

4、＾）ｖ《易学位论文作者签名；養利干指导教师签名：＂曰親批ｉ年ｆ月曰曰親年５月陪曰７华中科技大学博去学位论文摘要周期驱动系统在实现量子隧穿控制及实施量子态的调控等方面有着广泛的应用。单个量子粒子的动力学是研究诸多量子现象的切入点，在量子力学发展过程中扮演着重要角色。单个量子粒子在周期驱动系统中的动力学研究已经有很长的历史，其中相干隧穿破坏和动力学局域是两个非常重要的研究成果。最近，科学家们对相干隧穿破坏现象进行了很多的理论扩展，如非线性相干隧穿破坏，暗态相干隧穿破坏Ｗ及多体相干隧穿破坏等现象不断被发现

5、，极大丰富了我们对基本量子规律的认识。随着研究的不断深入，周期驱动手段被引入到自旋、冷原子、量子点及约瑟夫森结等系统中，已经成为我们探索更多新的量子物理现象的有效途径。本文主要讨论单个量子粒子在周期驱动系统中的动为学，通过对谐振势阱一一、维晶格阵列和维波导系统施加外部周期性驱动场，系统研究驱动场对单个量子粒子动力学行为的影响。本文首先从单粒子在周期驱动双势阱中的标准相干隧穿破坏现象开始讨论，然后讨论周期驱动Ｈ势讲系统中的暗的相干隧穿破坏现象一，并阐述两者不同。紧接着我们提出了种驱动方案，在有限ｉＶ个格点组成的系统中实现了

6、标准相干隧穿破坏和暗的相干隧穿破坏之一间的转换。更为有趣的是，在奇数个格点组成的驱动系统中，我们发现了种新的类似光子协助隧穿的物理现象－。最后，我们对有限晶格阵列中的玻色－爱因斯坦凝聚体的混沛动力学进行了研巧，由于玻色爱因斯坦凝聚体在平均场近似下可处理成具有非线性相互作用的单个粒子，因此研究丰富了我们对混浊动力学的认识。研巧结论主要包括下三点：１．标准的相干隧穿破坏和暗的相干隧穿破坏之间的转换Ｉ华中科技大学博壬学位论文在７Ｖ格点组成的周期驱动系统中，我们尝试找到实现标准的相干隧穿破坏和暗的相干隧穿破坏之间变换的驱

7、动方式。如果初始时刻将单个量子粒子一放置在维晶格阵列的最左侧一，并对最左侧和最右侧的格点施加个周期性驱动场，那么通过改变最右侧驱动场的驱动频率或者驱动幅度，就可控制最左侧的粒子的动力学行为。本方案的实质是利用外部周期性驱动场改变最右侧格点和其相邻的格点之间的有效稱合强度一个，从而实现増加或者减少格点的目的，最终实现系统在标准相干隧穿破坏和暗的相干隧穿破坏之间进行转换。不仅如此，该方案实现了粒子在隧穿到局域或者局域到隧穿的转换，为原子在晶格中的输运提供了理论支持一。更进步，本文揭示出次相邻格点之间的二阶稱合强度对相干动力学

8、的影响与格点数量有关，其中对Ｈ个格点组成的系统影响可忽略，但对四个格点组成的系统，二阶锅合