纵波光学声子耦合下半导体量子阱电磁诱导透明介质中的光孤子行为

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1、学校代码10530学号201330101102分类号O437密级公开硕士学位论文纵波光学声子耦合下半导体量子阱电磁诱导透明介质中的光孤子行为学位申请人唐宏指导教师王登龙学院名称物理与光电工程学院学科专业物理学研究方向非线性物理及交叉学科二O一六年五月二十五日OpticalsolitonsbehaviorinsemiconductorquantumwellselectromagneticallyinducedtransparencymediumwiththecouplingoflongitudinalopticalphononsCandidateTangHon

2、gSupervisorProfessorWangDenglongCollegeSchoolofPhysicsandOptoelectronicProgramPhysicsSpecializationNonlinearPhysicsDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay25,2016湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宛所取得的研究成果。除了文中特别加科标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

3、对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中从明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。一作者签名：日期；斯备年＾月＿［日廣Ｉ：学位论女版权使用授权书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，同意学校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。本人授权湘潭大学可Ｗ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。涉密论文按学校规定处理。作者签名：廣爲曰期：户年＾月曰导师签名；曰期：如

4、／屋年／月Ｘ曰摘要目前正处于信息化时代，对信息的传输和处理的要求越来越高。光孤子作为信息载体比传统的信息载体有明显的优势。主要表现为：光孤子通讯有传输容量大，中继器大且误码率小，抗电磁干扰能力强，保密性能好等特点。因而如何在信息传输和处理过程中利用光孤子作为信息转播的载体，成为了目前物理与信息学科交叉研究的热门课题。电磁诱导透明（EIT）技术的应用和半导体工艺的不断完善，使得光孤子在通讯器件中的实现成为了可能。研究表明：EIT介质中的光孤子具有超慢群速度的特征，使得光孤子的存储成为可能。更为重要的是，半导体量子阱除了具备EIT介质所需的分立能级和大的电偶

5、极矩等特点外，还相干演化可控和易于集成的优势被认为最具潜力实现EIT量子器件应用的介质。半导体量子阱EIT介质中光孤子不仅能利用光孤子在信息传输和处理上的优势，还能充分发挥半导体量子阱量子器件实际应用的潜能。因此，研究半导体量子阱EIT介质中的光孤子行为，能为信息传输和处理，量子器件实际应用提供一定的参考价值。本文的主要研究内容为第一章，先介绍了EIT的原理、特征和具体的现象；然后对半导体量子阱的构造、分类、具体制备方法进行阐述。最后，对本文的研究方法和内容作了简要的介绍。第二章，研究了纵波光学声子耦合弛豫效应对级联型三能级半导体量子阱EIT介质中光孤子行为

6、的影响。结果表明，随着纵波光学声子耦合强度的增加，体系时间光孤子由暗孤子向亮孤子转化，即级联型半导体量子阱中暗-亮孤子的转化可通过纵波光学声子耦合强度大小来调控。此外，还发现光孤子的群速度也可通过纵波光学声子耦合强度和控制光来调控。第三章，研究了N型四能级非对称半导体量子阱EIT介质中纵波光学声子耦合效应和高阶效应对孤子动力学性质的影响。研究表明随着纵波光学声子耦合强度的增加，孤子的幅度出现先减小后增加的变化规律。当固定纵波光学声子耦合强度，发现随着三光子失谐量的增加，孤子的幅度和宽度都出现了最大值或（和）最小值。并且，这些极值点随纵波光学声子耦合强度的增加

7、向三光子失谐量较小的方向移动。与此同时，随着纵波光学声子耦合强度的增加，孤子的群速度呈先增加后减小变化趋势。第四章，对现有的研究内容作了一个简要总结的同时并对半导体量子阱中的光孤子的后续研究工作进行了展望。关键词：电磁诱导透明;半导体量子阱;光孤子;纵波光学声子交叉耦合效应IAbstractSinceweareintheinformationage,therequirementsofthetransmissionandtheprocessingoftheinformationareincreasinglyhigher.Asanewinformationcar

8、rier,solitonhasmanyadvanta