与腔光力系统耦合的波导中少光子的输运特性

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在少光子散射实验和理论研究中,波导几何形状通常被建模为无限或者半无限谐振子耦合到一个或者多个离散能级量子系统。通常,在这些研究中,波导输运的几何特性总是假定仅依赖于特定类型的离散能量子系统,而不依赖于波导的特性。在适当的条件下,光波导中的局部缺陷会导致传输线形状高度不对称,具有法诺干涉的特征。因此,在镜像对称线上存在局部缺陷的波导,建模为部分传输元件。本文构造了一个与腔光力系统耦合的带部分传输元件的波导,旨在研究在该波导中光子传输的特征。论文首先介绍了带有部分传输元件的波导和腔光力系统的基本物理模型,并分别给出了这两个系统的哈密顿量。其次,为便于与光子在带有腔光力波导中传输的情况进行比较,我们在波导中设置带有空腔的系统,得到了单光子波包随时间的演化方程和单光子动力学的解析表达式,以此说明部分传输元件如何影响腔场的寿命,以及如何改变系统共振时光谱的位置。在论文的最后,研究了与腔光力系统耦合的波导系统。结果表明,在带有腔光力的波导中,随着腔光力系统的耦合系数增加,在腔光力系统里发现单光子的概率下降,并且入射光子的波包中心接近腔光力系统的时间更快;同时,随着腔光力系统耦合系数的增加,透射光谱和反射光谱会向左发生移动,并且与声子共振的频率的波更容易被传输。
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