【摘 要】
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1917年,爱因斯坦建立了激光和微波激射器的理论基础。后来到1953年,查尔斯·哈德·汤斯研究组制造了第一个微波放大器,这是一种原理与激光类似的设备,但放大的是微波辐射,而不是红外或可见辐射,这是激光器的前身。此后,各类型的激光器不断诞生,变得无处不在。在现代社会的各个领域,包括消费电子产品、信息技术、科学、医药、工业、执法、娱乐和军事,都得到了广泛的应用。除了光学激光之外,声子激光也吸引了越来越
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1917年,爱因斯坦建立了激光和微波激射器的理论基础。后来到1953年,查尔斯·哈德·汤斯研究组制造了第一个微波放大器,这是一种原理与激光类似的设备,但放大的是微波辐射,而不是红外或可见辐射,这是激光器的前身。此后,各类型的激光器不断诞生,变得无处不在。在现代社会的各个领域,包括消费电子产品、信息技术、科学、医药、工业、执法、娱乐和军事,都得到了广泛的应用。除了光学激光之外,声子激光也吸引了越来越多人的兴趣。和同频率的电磁波相比,声子激光有较短的波长和较低的能量,可以用于高精度成像技术和固体系统结构的低损伤探测。而且声子的衰减率较小,可以较长时间保持相干性,在量子信息的传输和存储方面有着潜在的应用。本文中,我们研究的是蓝边带驱动耦合光力系统声子激发、相变及其在高精度测量的应用。1、我们在理论上研究了基于增益饱和效应的PT对称声子激光。声子激光在蓝失谐的外部驱动下工作,导致系统动力学演化始终达不到稳定状态。如果再考虑光学增益的饱和效应,其诱导的非线性将导致受激声子发射行为更为复杂。为了处理这类复杂的动力学问题,除了此前已使用过的动力学方法外,我们还应用了一种复合数值方法来研究系统的时间演化。通过选择合适的系统参数,可以实现有效的声子激光激发。此外,腔间适当的耦合和腔内的最佳阻尼率可以有效降低声子激光激发的阈值。2、我们探讨了频率、质量的高精度测量。有限自由度系统的分岔与多体系统相变的分岔具有相似的动力学行为。有理论显示这种动力学跃迁存在于由一个支持机械振动的微谐振腔与另一个微谐振腔耦合的简单系统中。如果控制其中一个参数,如微谐振腔的耦合强度、光机械耦合常数和泵浦激光功率,在某一参数范围内发生变化,两个耦合腔场的强度和光谱会发生突变,并且在突变点附近还伴随着临界慢化现象。基于这一突变现象,我们研究了如何实现振子频率微小变化,也就是纳米颗粒质量的高精度测量。
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