研究了在相位阻尼作用下非X态的量子失协与几何失协, 用图像诠释了Bloch矢量以及相位阻尼系数p对失协的影响。通过讨论我们发现量子失协和几何失协都能在一段有限时间间隔内保持一定值, 并且具有相同的突变点。量子失协和几何失协不会出现量子纠缠的突然死亡和重生现象, 所以研究失协比纠缠更具有实际应用意义。

详细研究了Λ型三能级原子系统中电磁感应透明的瞬态过程。我们从理论上分析了系统中各参数(例如失谐、原子能级衰减率、探测场和耦合场强度)对瞬态响应时间的影响, 并且通过对密度矩阵演化方程的数值求解, 分析了相关密度矩阵元尤其是与吸收和色散相关的矩阵元ρab的瞬态行为。结果发现: 在满足双光子共振条件Δ=Δμ的情况下, 瞬态响应时间与能级衰减速率以及探测场和原子跃迁的失谐有直接关系；随着失谐的增大, 响应时间也相应延长, 同时, 瞬态响应时间也随着衰减率γ的增大而缩短。而探测场和耦合场的强度变化并未对响应时间造成影响。此外, 很多文献都指出, 常用的微扰近似稳态解只适用于探测场强度远小于耦合场强度的情况, 而本文则通过对比数值解的稳定值和微扰近似稳态解的差异, 给出了其适用的确切范围: 即应满足PE/≤0.1Ωμ。

理论上利用双边费曼图对四波混频过程进行了研究, 该方法可直观清晰地展示光与原子相互作用的物理过程。计算了四波混频过程的色散性质。实验上研究了85Rb原子D2线的四波混频线型, 并且对实验结果进行了拟合, 两者符合较好。对四波混频线型的研究可加深对四波混频过程的理解, 从而促进四波混频过程在量子信息研究中的应用。

用中心波长为850 nm, 重复频率为76 MHz, 脉宽为130 fs的飞秒脉冲光产生二次谐波, 泵浦TEM01模的同步光学参量振荡器, 实验上获得了TEM01模大约4倍的经典增益, 并给出了理论分析。这是产生高阶模飞秒脉冲光非经典频率梳的重要步骤, 理论预计该增益下可以得到-220 dB的TEM01模脉冲压缩光。

以描述负折射材料中包含拉曼效应的高阶非线性薛定谔方程为模型, 采用分步傅里叶算法数值分析了高阶效应, 尤其是饱和非线性效应对自聚焦负折射率材料中的孤子拉曼自频移的影响。结果表明, 在自聚焦负折射率材料中饱和非线性效应使孤子拉曼自频移速度加快；饱和非线性效应与负的自陡效应共同作用进一步加快孤子自频移的速度；饱和非线性效应同正的自陡效应、三阶色散效应共同作用时孤子拉曼自频移在整体上受到抑制。

慢光和慢光孤子由于在全光通信技术等领域内的重要应用已成为量子光学和非线性光学研究的热点。利用四阶紧致分裂步有限差分法离散精确描述三能级冷原子介质中高阶型双稳态慢光孤子行为的广义非线性薛定谔方程, 得到相应的离散格式。采用Rb原子D1线精细结构参数进行数值模拟, 通过适当改变精细结构饱和参数和初始入射探测场, 分析单个和多个双稳态慢光孤子的演化行为。数值结果表明饱和参数对高阶双稳态慢光孤子的演化有显著的影响, 多个慢光孤子的相互作用不但与慢光孤子的振幅和相互距离有关, 还和慢光孤子的排列方式有关。

求出高阶Hirota方程在可积条件下的一种精确呼吸子解, 并在解的基础上得到Hirota方程的一种怪波解。 从怪波解的形式和图形中深刻认识到怪波的两个特征——时空局域性和高能量特点, 认识到怪波产生的物理机制——平面波和其他波的叠加。利用分布傅立叶方法数值研究了怪波在考虑自频移和拉曼增益时的传输特性, 自频移使怪波中心发生偏移, 拉曼增益使怪波分裂得更快；数值模拟了怪波之间的相互作用特点——随着怪波之间距离的减小, 怪波将合二为一, 成为一束怪波, 之后再分裂, 并分析了拉曼增益和自频移对怪波相互作用的影响。

基于原子相干效应, 研究了在驻波场作用下原子介质的吸收和折射率的周期性调制所产生的周期性微结构特性及其操控。实验结果表明, 在驻波场作用下原子介质存在与光子晶体同样的光子带隙特性, 而且可通过调节形成驻波的两束光的频率差实现对其光子带隙位置的操控, 实现了光子带隙20MHz的频率移动。

利用传输矩阵法, 研究周期不对称度对光子晶体透射谱的影响, 结果表明: 当周期不对称度为零时, 光子晶体透射峰随着周期数的增大而变得越精细, 但其透射率均为100％不变；当周期不对称度为不等于零的恒定值时, 光子晶体透射峰的透射率低于100％, 但随着周期数的增大, 透射峰仅变得精细而透射率不变；光子晶体透射峰的透射率随着周期不对称度增大而下降, 而且不对称度越大, 透射率下降越快, 同时透射峰变窄的速度也越快。周期不对称度对光子晶体透射谱的影响规律, 为光子晶体模型的构造和设计制备等提供方法依据。

借助于Weyl量子化方案, 我们用数-相量子化观点讨论了有限温度下L-C回路的量子噪声, 给出了噪声与温度T的函数关系, 从数-相量子化方案还能给出相算符的具体形式及电路的振荡行为。

采用线性组合算符和幺正变换相结合的方法研究了Rashba效应对抛物量子线中强耦合束缚极化子激发态性质的影响, 计算了束缚极化子的第一内部激发态能量、激发能量和振动频率。讨论了这些量对约束强度、自旋轨道耦合强度和库伦束缚势的依赖关系。数值计算结果表明: 束缚极化子的第一内部激发态能量、激发能量和振动频率都随约束强度的增加而增大；但第一激发态能量随库仑束缚势和自旋与轨道之间耦合强度的增加而减少, 而激发能量和振动频率随库仑束缚势的增加而增大。

本文提出了一种锁定铌酸锂马赫-曾德尔调制器(MZM)偏置工作点的方法, 通过引入一个特殊的测试电压和校准马赫-曾德尔调制器的最大输出光强, 反馈信号受输入光功率的波动和探测器的暗噪声影响很小, 偏置锁定精度可以达到±005°(标准偏差)。这种方法可以锁定铌酸锂马赫-曾德尔调制器传递函数上的任意工作点, 且不需要加入额外的扰动信号, 可以应用于连续变量量子密钥分发等领域。

主要介绍了以光学超晶格作为频率变换介质的皮秒可调谐激光技术, 包括同步抽运光参量振荡和单次通过的光参量产生技术。在25 W皮秒同步抽运下, 激光器在24 μm输出功率超过6W, 波长可调谐范围达到15 μm。

传统意义的光干涉是由两束干涉光的位相差来决定。近年来量子干涉不仅与入射场的位相差, 而且与入射场的振幅有关这一全新的概念被提出。本文从压缩态与相干态干涉的角度出发, 给出了实现振幅控制量子干涉的两个方案。我们既可以通过光学参量放大器来放大一个相干态的方式, 也可以采用压缩态与相干态在分束器上直接干涉的方式来实现。且计算的结果也表明, 得到N个光子数的福克态概率随振幅的位移量大小呈周期性变化。

本文分析了与各自自旋链环境相互耦合的qubit和qutrit中的negativity和几何量子失协动力学, 讨论了系统和环境间的耦合强度g、各向异性参数γ 、粒子数N、初始参数p以及Dzyaloshinsky-Moriya相互作用对系统演化的影响, 得到一些重要结论。另外发现, 依赖于各参数的选取, negativity不总是大于几何量子失协, 且几何量子失协存在突然改变点。

双修饰的Ising-Heisenberg平面模型是凝聚态物理领域一个受到比较广泛重视的模型。由于量子关联对于研究低温情况下物质的相变具有十分重要的意义, 所以本文里我们考查了这个模型中同一个键里两个海森堡自旋量子关联的几何特性。另一方面, 由于任何体系不可避免地要受到外界环境的影响, 我们同样也求解了三种不同的局域通道作用下量子关联的几何测量, 以期该文的研究结果对于研究噪声存在情况下体系的相变具有一定的借鉴意义。