GaAs-AlGaAs量子阱中電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng)及其應(yīng)用.pdf

1、電磁誘導(dǎo)透明(EIT)是指激光與介質(zhì)相互作用過程中,通過激光誘導(dǎo)原子系統(tǒng)的不同能級(jí)躍遷通道之間產(chǎn)生量子干涉,從而光脈沖可無吸收地通過介質(zhì)(即光脈沖的吸收譜出現(xiàn)透明窗口)。對(duì)于傳統(tǒng)的激光與介質(zhì)相互作用途徑,若光場(chǎng)與介質(zhì)非共振相互作用,需要強(qiáng)光激發(fā)才能得到強(qiáng)的非線性效應(yīng);對(duì)于光場(chǎng)與介質(zhì)共振相互作用盡管可獲得強(qiáng)的非線性效應(yīng),然而介質(zhì)對(duì)其中傳播的光產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸收行為。EIT效應(yīng)則可通過弱光激發(fā)共振介質(zhì)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的非線性效應(yīng),因而成為目前非線性光學(xué)

2、領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。研究表明利用EIT不僅可引起光脈沖的群速度減慢,而且可使介質(zhì)的色散性質(zhì)產(chǎn)生重大改變和非線性效應(yīng)得到顯著地增強(qiáng)。半導(dǎo)體量子阱具有實(shí)現(xiàn)EIT現(xiàn)象的能級(jí)結(jié)構(gòu)且電偶極矩大,電子數(shù)密度高,體積小,易于操作與集成化等優(yōu)勢(shì)。因而對(duì)半導(dǎo)體量子阱中EIT的理論研究,不僅有助于理解半導(dǎo)體材料中量子相干的性質(zhì),而且能為光學(xué)器件的微小與集成化提供一定的參考價(jià)值。全文分為四章,主要結(jié)構(gòu)如下:
　　第一章,首先介紹了EIT的基本理論和基礎(chǔ)

3、知識(shí),著重介紹了基于EIT效應(yīng)的慢光和光脈沖的存儲(chǔ),以及其增強(qiáng)的Kerr非線性效應(yīng)。最后,對(duì)本文研究的主要方法和內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)扼的介紹。
　　對(duì)于實(shí)際的GaAs/AlGaAs量子阱的導(dǎo)帶能級(jí)間存在交叉耦合的縱波光學(xué)聲子弛豫。因此,第二章研究了N型四能級(jí)GaAs/AlGaAs量子阱EIT介質(zhì)中交叉耦合縱波光學(xué)聲子弛豫對(duì)帶間躍遷的線性光學(xué)吸收和光孤子性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,在線性范圍,隨著交叉耦合強(qiáng)度的增加,可實(shí)現(xiàn)近完美的雙窗口EIT現(xiàn)象

4、。在非線性范圍,發(fā)現(xiàn)孤子的幅度隨著交叉耦合系數(shù)呈拋物曲線變化且出現(xiàn)最大幅值。保持系統(tǒng)的三光子失諧不變時(shí),發(fā)現(xiàn)孤子的群速度隨著交叉耦合強(qiáng)度的增加呈逐漸減小的趨勢(shì)。
　　由于GaAs/AlGaAs量子阱EIT介質(zhì)不僅存在帶間能級(jí)躍遷且在導(dǎo)帶的子帶能級(jí)間也存在躍遷。因此,第三章研究了耦合的非對(duì)稱四能級(jí)的量子阱EIT介質(zhì)中計(jì)及子帶間躍遷下的雙光子糾纏現(xiàn)象,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造出兩比特控制量子相位門。通過分析體系的探測(cè)光和信號(hào)光場(chǎng)的非線性光學(xué)響