【摘 要】
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表面等离子激元是入射光子与局域在金属表面的自由电子相互作用引起的一种沿着金属表面传播的电磁模式。其具有较强的局域场增强效应,不仅可以在纳米尺度下限制光的传输、而且能够突破衍射极限,为实现光子器件的微型化和集成化提供了可能,从而成为量子信息处理的理想载体。纳米技术的飞速发展激发了研究者们对表面等离子激元理论的研究兴趣,目前表面等离子激元在超分辨率纳米光刻、新型光源、高灵敏生物检测、高密度数据存储等领
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表面等离子激元是入射光子与局域在金属表面的自由电子相互作用引起的一种沿着金属表面传播的电磁模式。其具有较强的局域场增强效应,不仅可以在纳米尺度下限制光的传输、而且能够突破衍射极限,为实现光子器件的微型化和集成化提供了可能,从而成为量子信息处理的理想载体。纳米技术的飞速发展激发了研究者们对表面等离子激元理论的研究兴趣,目前表面等离子激元在超分辨率纳米光刻、新型光源、高灵敏生物检测、高密度数据存储等领域的应用日益广泛。本文主要研究表面等离子体波导边耦合于经典场驱动下的两个Λ-型三能级量子点组成的非厄米量子系统中的双带单向无反射现象。具体研究内容如下:基于单经典场驱动的量子点(Ω1=0.817×4.535×1013rad/s,Ω2=0)与表面等离子体波导边耦合的模型,相当于一个Λ-型三能级和一个二能级量子点同时与表面等离子体波导相互作用的情形。在1531.05 nm和1567.28 nm处实现了可控的双带单向无反射,且向前和向后方向的品质因数分别达到了～375.4和～402.6。此外,我们证实了双带单向无反射分别在较宽的拉比频率Ω1、两量子点间的相位θ、两量子点的衰减率Γ以及量子点-波导耦合强度η范围内得以实现。基于双经典场驱动的两个量子点(Ω1=1.154×2.635×1013rad/s,Ω2=1.676×2.635×1013rad/s)与表面等离子体波导边耦合的模型,相当于两个Λ-型三能级量子点同时与表面等离子体波导相互作用的情形。在1526.69 nm和1575.27nm处实现了可控的双带单向无反射,且向前和向后方向的品质因数分别达到了～615.3和～723.6。此外,我们证实了双带单向无反射分别在较宽的拉比频率比值Ω2/Ω1、两量子点间的相位θ、第一个量子点的衰减率Γ1以及量子点-波导耦合强度η范围内得以实现,且相比第一种情况效果更加显著。本文提出的单经典场驱动系统和双经典场驱动系统都实现了双带单向无反射,且具有较高的品质因数。该研究成果将对表面等离子激元开关、类二极管、晶体管、滤波器等量子器件的研发设计提供一定的理论参考价值。
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