GaAs-AlGaAs量子阱中電磁誘導透明效應及其應用.pdf

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

2、領域的研究熱點之一。研究表明利用EIT不僅可引起光脈沖的群速度減慢,而且可使介質的色散性質產生重大改變和非線性效應得到顯著地增強。半導體量子阱具有實現(xiàn)EIT現(xiàn)象的能級結構且電偶極矩大,電子數密度高,體積小,易于操作與集成化等優(yōu)勢。因而對半導體量子阱中EIT的理論研究,不僅有助于理解半導體材料中量子相干的性質,而且能為光學器件的微小與集成化提供一定的參考價值。全文分為四章,主要結構如下:
　　第一章,首先介紹了EIT的基本理論和基礎

3、知識,著重介紹了基于EIT效應的慢光和光脈沖的存儲,以及其增強的Kerr非線性效應。最后,對本文研究的主要方法和內容進行了簡扼的介紹。
　　對于實際的GaAs/AlGaAs量子阱的導帶能級間存在交叉耦合的縱波光學聲子弛豫。因此,第二章研究了N型四能級GaAs/AlGaAs量子阱EIT介質中交叉耦合縱波光學聲子弛豫對帶間躍遷的線性光學吸收和光孤子性質的影響。結果表明,在線性范圍,隨著交叉耦合強度的增加,可實現(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,發(fā)現(xiàn)孤子的群速度隨著交叉耦合強度的增加呈逐漸減小的趨勢。
　　由于GaAs/AlGaAs量子阱EIT介質不僅存在帶間能級躍遷且在導帶的子帶能級間也存在躍遷。因此,第三章研究了耦合的非對稱四能級的量子阱EIT介質中計及子帶間躍遷下的雙光子糾纏現(xiàn)象,并在此基礎上構造出兩比特控制量子相位門。通過分析體系的探測光和信號光場的非線性光學響