倒Y型冷原子系统中基于量子干涉的Kerr非线性增强

项目名称： 倒Y型冷原子系统中基于量子干涉的Kerr非线性增强

项目编号： No.11204011

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 物理学I

项目作者： 寇军

作者单位： 北京航天控制仪器研究所

项目金额： 30万元

中文摘要： 三阶Kerr非线性效应是一种重要的非线性光学效应。它包括交叉相位调制（XPM）效应和自相位调制（SPM）效应。光学介质的非线性效应是实现全光通讯、量子计算及量子信息处理的一个重要物理过程。本项目针对倒Y（inverted-Y）型电磁感应透明（EIT）原子系统，研究如何实现双通道光脉冲传播速度的减慢，以及如何对双通道光脉冲的传输和相互作用加以相干控制。主要研究内容是：以量子干涉效应为基础，在倒Y型结构冷原子系综中开展：1）双通道光速减慢及群速度匹配，从而增强系统三阶Kerr非线性的理论和实验研究；2）通过提高冷原子介质光学深度获得弱光水平下π量级的交叉相位调制相移（XPS）；3）调谐系统内增强的交叉Kerr非线性、自Kerr非线性的比率及色散特性，形成时间光孤子。这些研究结果将深化人们对量子干涉原子系统中非线性特性的认识，在以光子和原子作为载体的量子计算和量子信息科学中有所应用。

中文关键词： 量子干涉；交叉Kerr非线性调制；光孤子；；

英文摘要： The third-order nonlinear effect, including cross-phase modulation (XPM) and self-phase modulation (SPM), is an important optical nonlinear effect. The nonlinearity of optical medium is a significant physical process which has application of all-optical communication, quantum logic computation and quantum information process. Our project aiming at achieving double channel slow light in the inverted-Y type EIT atomic system, and coherently controlling the transmission and interaction between double slow light pulses. The major contents of the subject are: 1) The theoretical and experimental research on double channel slow light and group velocity matching, and the enhancement of Kerr nonlinearity in the inverted-Y cold atomic system; 2) Achieving XPM phase shift of order π in weak field condition by improving the optical depth of medium; 3) Generation of temporal soliton by manipulating the SPM, XPM and dispersion properties in the inverted-Y type cold atomic system. The enhancement of Kerr nonlinearity based on quantum interference in such scheme can play an important role in the quantum logic computation and quantum information process areas.

英文关键词： Quantum interference；cross Kerr nonlinear modulation；Optical soliton；；