【摘 要】
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光子约束和囚禁是当前量子光学研究中的重要课题,将光子全部囚禁在腔内便实现了光场的完全吸收,无论是在基础研究和实际应用中都具有重要意义。本篇论文的研究重点是如何实现并调控相干光的完全吸收。我们在囚禁有双量子比特的光腔系统两端入射两束相干光,利用入射光束的反射光和腔体透射光的干涉相消使得输出光强为零,实现系统的相干完全吸收。本文分别探究了腔中双量子比特距离较远和较近情况下系统的相干完全吸收特性(Coh
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光子约束和囚禁是当前量子光学研究中的重要课题,将光子全部囚禁在腔内便实现了光场的完全吸收,无论是在基础研究和实际应用中都具有重要意义。本篇论文的研究重点是如何实现并调控相干光的完全吸收。我们在囚禁有双量子比特的光腔系统两端入射两束相干光,利用入射光束的反射光和腔体透射光的干涉相消使得输出光强为零,实现系统的相干完全吸收。本文分别探究了腔中双量子比特距离较远和较近情况下系统的相干完全吸收特性(Coherent perfect absorption,简称CPA)。首先考虑两量子比特距离较远的情况:当两量子比特全同时,原子的暗模(反对称模)与腔模退耦合,将光场频率调谐到真空拉比频率附近或远离时,展现出与单个量子比特系统类似的双峰与单峰CPA透射谱。对于不全同双量子比特,原子的暗模与腔模不再退耦合,此时透射谱中出现新的透射峰,调节双量子比特频率之间的失谐量,随着第三个峰幅度越来越大,系统只有一个CPA体现出良好的鲁棒性,这展现出与单量子比特-腔耦合系统完全不同的特性。考虑双量子比特距离较近情况下,由于量子比特间偶极-偶极相互作用,当两量子比特全同时,受到集合超辐射的影响,亮模(对称模)相较于无相互作用时线宽变宽,寿命变短,导致原子激发变少;当两量子比特不全同时,暗模同样不再退耦合,受到集合亚辐射的影响,暗模与无相互作用时相比线宽变窄,寿命更长。不仅如此,我们还发现偶极-偶极相互作用会使第三个透射光谱对应的原子激发相较于量子比特距离较远的情况显著增强。
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