原子类原子系统中光学前驱波的量子调控研究

项目名称： 原子类原子系统中光学前驱波的量子调控研究

项目编号： No.11204162

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： 彭延东

作者单位： 山东科技大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 光学前驱波的研究在光通信和医学成像等领域有着重要的应用价值和潜在的经济效益。本项目将开展原子和半导体量子点、量子阱等类原子系统中光学前驱波现象及量子调控的理论与应用探索研究。利用电磁诱导透明、Fano干涉等量子干涉原理，可以极大提高系统的非线性响应。基于增强的非线性极化率，讨论光学前驱波与主信号间的干涉机制。在具有分离能级的原子、类原子系统中，探寻光学前驱波产生、增强和相互作用的有效方案；通过时域有限差分算法求解Maxwell-Bloch方程，研究光学前驱波传输特性的量子相干控制。我们的工作将拓展光学前驱波在超快光开关、快光通信和量子信息等方面的实际应用。

中文关键词： 电磁诱导透明；克尔非线性；光学前驱波；光学腔线宽控制；

英文摘要： Investigation of optical precursors has important applications and potential economic benefits in the fields of optical communication and medical imaging etc. The project will carry out theoretical and applied exploration reaseaches of optical precursors and its quantum control in atomic and atomic-like systems including semiconductor quantum dots and wells. The nonlinear response of the system is greatly enhanced via quantum interference, e.g. electromagnetically induced transparency and Fano interferency. Based on the enhanced nonlinearity, we discuss the interference mechanism between optical precursors and main signals. The efficient schemes of generation, enhancement and interaction of optical precursors are explored in atomic and atomic-like systems with discrete levels. Also, we investigate the quantum coherent control of propagation of optical precursors by solving Maxwell-Bloch equations with finite-difference time-domain method. Our works will expand the applications of optical precursors in the fields of ultrafast switches, fast optical communications and quantum information, etc.

英文关键词： electromagnetically induced transparency；Kerr nonlinearity；optical precursor；cavity-linewidth control；