三模光力系統(tǒng)中的非線性光學(xué)特性研究.pdf

1、典型的光力系統(tǒng)一般由一個(gè)法布里-珀羅（Fabry-Perot）式光學(xué)諧振腔構(gòu)成，而Fabry-Perot是由兩個(gè)腔鏡組成，一個(gè)腔鏡固定不動(dòng)，而另一個(gè)腔鏡是可以自由運(yùn)動(dòng)的（它可以看作是一個(gè)固有頻率為m的納米諧振子）。光力系統(tǒng)在理論和實(shí)驗(yàn)研究方面已經(jīng)取得巨大的成就，其中有一些新穎和有趣的現(xiàn)象，例如：光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)(Optical Bistability），光機(jī)械誘導(dǎo)透明(Optomechanically Induced Transparency

2、），正常模式分裂（Normal Mode Splitting），慢光（Slow Light），暗態(tài)光機(jī)運(yùn)動(dòng)（Optomechanical Dark State）等現(xiàn)象已經(jīng)接連地出現(xiàn)。這些現(xiàn)象能被光機(jī)械相互作用的線性性質(zhì)做出合理的解釋。然而，事實(shí)上由于線性腔光機(jī)械模型沒有把光機(jī)械耦合固有的非線性特性考慮進(jìn)去，結(jié)果在光力系統(tǒng)中，一些有趣的非線性現(xiàn)象可能被忽視。
　　光力系統(tǒng)的非線性效應(yīng)是近年來被提出并引起廣泛關(guān)注的研究課題，人們期待它

3、能夠展現(xiàn)出豐富而非凡的性能。非線性光機(jī)械相互作用已經(jīng)成為當(dāng)今光力系統(tǒng)的一個(gè)新的重要研究領(lǐng)域并且在經(jīng)典和量子機(jī)械裝置中成為有趣的話題。在本論文中，主要研究含有量子阱的三模光力系統(tǒng)的非線性光學(xué)特性。通過求解系統(tǒng)所滿足海森堡-朗之萬運(yùn)動(dòng)方程（Heisenberg-Langevin equations）并利用光腔滿足輸入-輸出關(guān)系，可以得到二階邊帶效應(yīng)以及慢光效應(yīng)。全文由五章構(gòu)成。
　　在第一章(緒論)中，詳細(xì)綜述了光力系統(tǒng)的研究背景以及

4、非線性光學(xué)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀，最后介紹本文研究?jī)?nèi)容和全文結(jié)構(gòu)。
　　在第二章中，介紹了幾種典型的光力系統(tǒng)以及有關(guān)光力系統(tǒng)的一些理論知識(shí)。
　　在第三章中，研究了含有量子阱的三模光力系統(tǒng)中的二階邊帶效應(yīng)。在這樣的一個(gè)三模光力系統(tǒng)中，泵浦激光-激子失諧量，光-激子耦合強(qiáng)度以及泵浦功率對(duì)二階邊帶效率都有著重大的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果證明，由于存在量子阱二階邊帶效率在該光力系統(tǒng)中發(fā)生極大地改變。如果光腔與量子阱之間的耦合越強(qiáng)，二階邊帶效率就越

5、大。通過調(diào)節(jié)泵浦激光-激子的失諧量，二階邊帶效率能夠被明顯的改變，當(dāng)調(diào)節(jié)的參量相同時(shí)，二階上邊帶產(chǎn)生的現(xiàn)象與二階下邊帶產(chǎn)生的現(xiàn)象類似，不同之處在于，二階下邊帶產(chǎn)生的效率沒有二階上邊帶高。
　　在第四章中，討論了三模光力系統(tǒng)中的慢光效應(yīng)。隨著探測(cè)激光-泵浦激光失諧量δ的增大，探測(cè)透射光束的相位迅速增大。通過含有量子阱的三模混合光力系統(tǒng)的共振探測(cè)光束能夠被極大地延遲，即經(jīng)過該系統(tǒng)的共振探測(cè)光束會(huì)變慢。計(jì)算得到，經(jīng)過該系統(tǒng)的共振探測(cè)光束