固态量子光学系统中量子态的调控

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文2013年5月．QuantumStateManipulationinSolid-StateQuantumPhotonicSystem．ByLiuCtiuADissertation／ThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceTheInsti

2、tuteofPhysics，ChineseAcademyofSciencesMay,2013㈣9Ⅲ0叭9叭mlm8叭引㈣2ⅢY摘要近年来，量子信息科学得到了广泛的研究，腔量子电动力学为此提供了一个很好的平台。基于量子点一光子晶体微腔的腔量子电动力学在理论上和实验上都得到了迅速的发展。微加工技术的进步以及器件的设计使得耦合的腔量子点系统在实验上得以实现。我们从理论上研究了两个量子点分别置于两个相邻的直接耦合的光子晶体微腔中，量子系统的量子态演化以及自发辐射调制。另外，我们研究了两个量子点在一个单模高Q光子晶体微腔中的旁轴与轴向辐射谱。我们

3、通过数值计算探讨了不同参数下的辐射谱性质，并在缀饰态表象中分析了耦合强度以及两个量子点频率失谐对此的影响。最近的几年中，一种新的光与物质相互作用，通过光的辐射压力而产生的光机械相互作用也得到了大家的广泛关注。在强耦合的光机械系统中，系统会展现出光子阻塞效应，从而可以用来产生单光子源。我们从理论上分析了光机械系统在不同的脉冲激光相干场的驱动下出射场的光子统计分布，发现产生单光子态的能力与脉冲的形状，中心频率，持续时间以及强度都有关系。这将为利用光机械系统产生单光子源提供指导意义。关键词：腔量子电动力学，量子干涉，腔光机械系统，光子阻塞，单

4、光子源AbstractRecently，thequantuminformationsciencehasbeenwidelystudied．CavityQuantumE1ectrodynamiCSprovidesaverysuitableplatformforit．CavityQuantumElectrodynamiCSbasedontheQuantum—DotPhotonic—Crystal—Cavityplatformhasbeenstudiedboththeoreticallyandexperimentally．Theprogres

5、sinnanofabricationtechniquesandthedesignofnanostructureshasmadeitpossibletorealizethesolid—’statehybridQuantum—Dot—Photonic—Crystal—Cavitysystem．Westudiedthequantumdynamicsandthequantuminterferenceseffectsinasystemcomposedoftwoquantumdotsembeddedseparatelyintwoadjacentph

6、otoniccrystalcavitieswithdirectphotoniccoupling．Besides，westudiedthesideandaxisspectraalongthephotoniccrystalcavitiesinasystemwithtwoquantumdotsinonesinglemodehighQphotoniccrystalcavitywithdifferentparameters．Weanalyzedtheeffectscausedbythedipolecouplingandthedetuningoft

7、woquantumdotsinthedressedstatepicture．Thelastfewyearshaswitnessedthefastgrowthinoptomechanics，whichfocusesonanewsortof1ightmatterinteractionthroughradiationpressure．Inthestrongoptomechanicalcouplingregime，photonblockadeeffectwi11appear，whichcanbeusedtogeneratesinglephoto

8、nsource．Weanalyzedthephotonstatisticsfromtheoutputportoftheoptomechanicalsystemdrivenbydifferentcoheren