分析了泵浦光的谱宽以及测量所选用的滤波器的带宽对下转换产生的信号光和闲置光分布范围影响.分别给出当泵浦为单色波和飞秒脉冲时下转换的分布范围和符合宽度范围.并将理论结果与飞秒脉冲泵浦的自发参量下转换(SPDC)实验进行了对比,理论与实验基本吻合.

用全量子理论研究了原子运动时两纠缠二能级原子与单模真空场相互作用体系的纠缠特性.研究结果表明:当双原子初始处在EPR态时,三体纠缠量最大值与理想W纠缠态纠缠量相同.场模结构参数p影响三体纠缠量随时间演化的振荡特性,随着p值的逐渐增大,三体纠缠量的平均值将越来越小,体系三体纠缠态也会逐渐趋于消纠缠状态.

研究了伊辛模型中两个粒子在均匀和非均匀磁场中的热纠缠以及利用它作为量子信息传输的通道的传输保真度.计算出纠缠度的度量Concurrence,以及在不同种情况下呈现出来的纠缠度的表现形为.与均匀磁场相反,我们发现在非均匀磁场中传输的保真度能够得到增强,同时我们发现保真度还与耦合系数和温度有关.我们通过图形清楚地表示它们的性质,从图形中我们得出,第一:在其它条件相同的情况下,无论磁场方向是相同还是相反,它们的纠缠度都是相同的;但是当磁场方向相反时,平均保真度比均匀磁场具有更大的值.第二:为了提高纠缠和平均保真度我们可以通过选择适当的磁场强度、耦合系数和降低温度来实现.

我们提出了一个简单的方法产生N个囚禁离子的GHZ态.在这个方法中,初始时处于相同态的N个两能级离子被囚禁在一个线性阱中,同时被两束均匀的经典激光照射.这个方法对振动模的加热不敏感,从退相干的观点来看这点很重要.

主要是提出一种新的单模转动压缩关联态,并根据已有的wigner算符求出了它的wigner函数,然后再进一步给出相应的wigner边缘分布.基于wigner边缘分布,我们可以看出该压缩态在坐标空间或动量空间中的几率分布为高斯分布.

讨论了叠加对相干态的完备性关系,并根据Pegg和Barnett的相位算符和相位态的定义,计算了叠加对相干态的相位概率分布函数,并应用数值计算讨论了其特性.结果表明,叠加对相干态的相位概率分布受到相位参数和叠加参数的调制.

考虑初始处于EPR态的两个二能级原子A、B,将B原子注入处于相干态的腔中,演化一段时问后,对B原子进行选择性测量.当相干态腔场的平均光子数足够大时,原子A可呈现偶极矩压缩效应.

文章研究了夹层结构中二能级原子非马尔科夫自发衰减过程的记忆函数.运用量子光学方法导出了夹层结构中二能级原子的库的耦合谱和非马尔科夫记忆函数.谱中包含了决定谱宽度的权重因子.发现记忆函数控制着原子自发衰减的动力学演化;由于辐射场被夹层结构扰动,记忆函数出现逐渐变弱的抖动:记忆时间依赖于耦合谱的宽度,宽的谱导致短的记忆时间.

利用修正的半经典再散射模型对.Ne2+离子产率与强外场椭网偏振度的关系进行了研究,得到了与实验一致的结果.与两维模型的计算结果比较发现,三维修正的半经典再散射模型能更准确地描述椭圆偏振激光场中的非次序双电离过程.

分别用量子约化熵和量子相对熵研究了双二能级原子与单模真空场相互作用的纠缠动力学.结果表明:通过选择合适的系统参数可以实现双原子纠缠的放大与保持,可以制备出纠缠度为1的双原子纠缠态.

采用光学手段操控原子是研究原子之间纠缠、控制其相互作用的重要途径,也是量子信息研究中的重要课题.本文基于目前的实验系统,提出了利用由三组驻波场组成的强聚焦光学系统产生间距可控的光学晶格,并在此基础上实现多光学偶极阱的一种方案.我们系统地讨论了两驻波场与第三驻波场的夹角和相对位相对光学阱分布的影响,指出在此基础上可以在一定程度上通过微光学阱实现单个原子的操控并实现偶极阱间距的可控调节.该结果对研究光学晶格中的BEC之间的作用、原子干涉以及原子之间偶极一偶极作用等具有重要意义.

在量子力学中,态的演化是一个幺正演化过程,态的演化过程可以用演化算子对态的作用来表示,幺正演化过程是时间可逆的.基于这一基本事实,Gerard't Hoofl引进了量子态的等价类概念,并用两组等价类之间的变换来描述量子态的幺正演化.本文利用等价类的概念及其变换来探究构建量子信息论中常用的通用量子门,给出通用量子门的推广形式.最后说明这些通用量子门可以基于双qubit体系内在的相互作用Hamilton量得以实现.

提出与身分认证的同时进行单向通信密码校正方法,由此可以实现用量子筛选码的直接秘密通信.本方法用周期结构的破损报告错误信息.具体操作时,发信方用"一次一密"的方式发送信息,重复的信息由不同密码加密.在误码率在允许的范围内,合法收信方用量子筛选码和收到的密文就能发现某种周期结构,由此就可自己校正其中的错误了.结果是误码的定位和校正,误码率的测量,安全性的判断,身份的认证可以一次性地完成了.计算中产生的误码矩阵,等效于一种特殊的密钥,只有合法的收信方能根据安全地收到的量子筛选码准确地得到.这个误码矩阵可以用于校正密钥,也可以直接用于校正收到的文件.这个通信过程对双方是对称的.收信方也可以用他的量子筛选码以一次一密的方式加密有周期结构的信息回答发信方,她可以按照完全相同的方式找到误码矩阵,完成一次无差错的秘密通信.本方法不需要存储正确的密钥,也因此没有存储密钥被复制的危险.

我们研究了二维.J1-J2模型中三种四量子比特的热纠缠特性,结果发现,临界温度基本上随挫变参量α的增大而减小.我们也发现,通过选择合适的挫变参量α可以制备最大纠缠态.

基于掺MgO周期极化铌酸锂晶体的光学参量振荡器是一种全固态中红外可调谐相干光源.泵浦源为1064 nm声光调Q Nd:YAG激光器.通过温度调谐实现了中红外可调谐参量光的输出,当晶体的温度从40°C升高到200°C时,获得信号光的输出范围为1.561 μm～1.670μm,空闲光的调谐范围为3.342 μm～2.932 μm.当泵浦源脉宽为70 ns,重复频率为10 kHz,平均功率为.161 W,获得波长为1631μm.当泵浦源脉宽为70 ns,重复频率为10 kHz,平均功率为1.61 W,获得波长为1631 nm信号光的输出功率为21 1 mW.

针对单负色散材料构成的光子晶体的带隙特性进行了详细地研究.首先采用传输矩阵法分析计算了该结构的带隙产生与材料介电常数、磁导率色散特性间的关系,然后计算了带隙宽度和中心频率受入射场极化方式、入射方向、介质材料厚度比例缩放和厚度无序的影响程度,最后分析并对比了单负色散材料和普通材料构成的渐变周期光子晶体的传输特性.结果证明单负色散材料可以在光子晶体中引入一种受结构参数影响很小的带隙,同时和普通材料相比,在渐变周期结构中可以有效地拓宽Bragg带隙宽度,改善传输特性.

提出了用圆锥棱镜构建光束整形器.该器件能将圆形光束转换成环形光束,由它所产生的环形光束的直径是可调的,即系统超分辨效应具有可调节性.给出了理论分析和数值模拟,模拟结果表明此器件可以实现光学超分辨,改变几何参数可以调节超分辨效应.

以利用双曲渐减的正常色散渐减光纤(ND-DDF)获得啁啾抛物线脉冲为基础,进一步利用对称分布傅立叶的数值方法,研究了其它色散渐减的ND-DDF获得啁啾抛物线脉冲的情况.数值研究的结果表明:在采用不同的色散渐减时,如线性、指数、高斯、余弦、双曲等,最终输出的脉冲均具有较好的线性啁啾,且基本符合抛物线形状,这说明在利用ND-DDF获得啁啾抛物线脉冲时色散渐减方式可灵活选择;同时结果还显示,色散渐减的方式导致所得脉冲的啁啾强度、以及脉冲宽度和峰值功率会有所差异;文章最后给出了不同情况下抛物线脉冲经啁啾补偿后的输出脉冲形状和压缩因子.

在理论上计算了球形量子点激子基态能级和偶极跃迁振子强度,分析了量子点激子的三阶极化率.结果表明:在激子强受限的情况下,量子点半径越小三阶极化率越大;在激子弱受限的情况下,量子点半径的增大,三阶极化率越大.

根据双环掺铒光纤激光器互耦合的结构特点,提出利用互注入对其混沌进行控制的方法.基于互注入双环掺铒光纤激光器的理论模型,模拟了激光器的动态特性.通过适当的调节互注入强度和延迟时间,可以同时把两个双环掺铒光纤激光器从混沌态控制到多周期态,周期1或2,以及稳态,实现了两个光纤激光器混沌行为的动态的相互控制.在此模型基础上附加反馈,实现了二者的混沌同步,并定量的分析了互注入强度和延迟时间,以及参数失配对同步性能的影响.

分析了1.06 μm半导体可饱和吸收镜(SESAM)结构及被动锁模基本原理,利用SESAM实现了脉冲式Nd:YAG激光器1.06μm激光的被动锁模,获得了稳定的皮秒激光脉冲序列输出,脉冲序列的能量为45mJ.实验上还研究了腔长对SESAM锁模效果的影响.提出一种基于迈克耳逊干涉仪的皮秒光脉冲测量方法--二次谐波自相关单次测量法,分析这种测量方法的原理并构建实验装置对SESAM被动锁模Nd:YAG激光器的皮秒激光脉冲进行测量,测得激光脉冲宽度为43.6 ps.二次谐波单次测量法具有精度较高,操作简单等优点.

对Ar3+激光器泵浦的连续波KTP光参量振荡器进行了理论设计.通过对KTP-OPO相位匹配、有效非线性系数以及振荡阈值的数值计算,从而确定了晶体的切割角为0=90°,ψ=40°.同时决定采用双振荡的运转方式.本文对连续波KTP光参量振荡器的初步设计和优化有一定的参考价值.Continuous Wave KTP Optical Parametric Oscillator Pumped by Ar3+ laser