文章计算了海森堡J1-J2自旋链的任意两格点间的量子失谐与相对熵纠缠,不仅给出了量子失谐、相对熵纠缠与两格点自旋关联函数的解析关系,而且给出了精确对角化的数值结果.解析结果指出了两格点的量子失谐与纠缠非零的条件,并为用两格点的量子失谐与纠缠探测该模型的相变点提供了理论依据.数值结果表明,在该模型中,量子失谐比纠缠具有较长程的关联,近邻和远距离两格点间的量子失谐在基态时能标度一级相变点J2／J1=0.5,在第一激发态时,除了能标度相变点J2／J1=0.5外,还能标度无穷级相变点J2／J1=0.241 1;而纠缠仅存在最近邻与次近邻两格点间,且只有最近邻两格点的纠缠能标度相变点.

提出了多模差分鬼成像技术(MWDGI)可以提高鬼成像的信噪比(SNR).对使用旋转的毛玻璃板和空间光调制系统的两种情况的MWDGI分别做出了理论分析.研究结果表明MWDGI结合了差分鬼成像(DGI)和多模鬼成像(MWGI)的优点,能够显著提高各种类型物体的鬼成像的SNR.

本文提出了一种新的网络纠缠桥接方案,利用量子纠缠交换技术,在任意贝尔态的基础上实现量子链路的构建,通过定义一组系数矩阵,使目的节点可直接获得所需的恢复操作,更方便地实现初始态的重建,并对更为一般的n跳通信情况进行了研究,解决了远距离的量子信息传输的问题.

将三个原子分别囚禁于用光纤连接的三个光腔中,通过光学开关控制腔场间的相互作用,并利用绝热技术制备了三粒子三维纠缠态.在整个制备过程中,原子-光腔-光纤系统仅在暗态空间中演化,从而有效地抑制了原子的自发辐射、腔场的泄漏以及光纤损耗等消相干因素的影响.

实验研究了在铯原子介质中受激拉曼四波混频过程中,注入的探针光与所产生的共轭光的增益特性,具体比较了在探针场分别作为Stokes场和Anti-Stokes场情况下,增益随粒子数密度、泵浦光频率失谐的依赖关系,并分析了其增益谱线线型和谱宽.为进一步开展基于受激拉曼四波混频进行量子关联光束的制备提供了主要实验参数的选择参考.

采用密度泛函(DFT)B3LYP方法在6-31+G基组水平上优化得到了分子轴方向不同电场作用下,Ti2O4团簇分子的基态稳定构型,电偶极矩μ,分子的总能量等,并且分析了Ti2O4团簇分子从HOMO-2到LUMO+2轨道能量的变化.在优化的构型下,用同样的基组利用CIS-DFT方法计算了外电场下Ti2O4纳米团簇分子的前9个激发态的激发能、波长和振子强度.结果表明,在有外电场的作用下,分子总能量随着外电场的增加不断减小,偶极矩随外电场的增加逐渐增大.其前线轨道的能量也随着外电场的增加逐渐减小.另外,Ti2O4团簇分子的激发能,激发波长和振子强度也受到了外电场的影响.

以变系数高阶非线性薛定谔方程为理论模型,对光脉冲在具有五阶非线性克尔效应光纤放大器中的传输特性进行了研究.在加入振幅微扰、相位扰动、噪声微扰的情况下,数值模拟了亮孤波、灰孤波和黑孤波在光纤系统中的传输稳定性,并且讨论了孤子间的相互作用.数值模拟结果表明:在有限的微扰下,三种光脉冲具有良好的传输稳定性.

本文设计了一种球形串型二维表面等离子体光栅光吸收器,采用二维时域有限差分法(2D-FDTD)分析了该吸收器的几何结构参数对其吸收特性的影响.结果表明,通过调整小球的半径、球形串之间的中心距离以及球形串上小球的层数,可以有效地降低反射率,从而提高对光的吸收率.从中心位置向左右两边使球形串之间的中心距离线性减小,可明显改善其吸收效果.当球形串上小球的层数超过50层时,基本达到了饱和吸收的状态.这种光吸收器在薄膜太阳能电池中具有一定的应用前景.

从理论上分析了圆偏振光入射到手征负折射材料表面的反射与透射特性,给出了归一化反射透射功率与入射角的关系曲线以及布儒斯特角与手征参数之间的关系曲线.当入射角大于两个本征波的临界角时,全内反射现象发生.由于手征负折射介质中的一个本征波发生了负折射,右旋或左旋圆偏振光入射时反射波的极化态有着与常规介质完全不同的特性,以布儒斯特角入射时反射光都为线偏振波但极化方向并不相同.

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究了声子色散和磁场对极性晶体中极化子振动频率和自陷能的影响.计及纵光学(LO)声子色散,在抛物近似下导出了极性晶体中极化子自陷能随电子-纵光学声子耦合常数、回旋共振频率和声子色散系数之间的变化关系.数值计算结果表明极化子自陷能随电子-纵光学声子耦合常数、回旋共振频率和声子色散系数的增大而增大.

采用布拉格光纤光栅作为谐振腔,实现了 980nm半导体激光器端面泵浦下的双包层掺镱光纤激光器的连续和调Q运转.连续激光实验结果表明,在泵浦功率固定时,增益光纤存在激光输出功率最大情况下的最佳长度,当泵浦功率增大时,最佳增益光纤长度也随之增加.采用石墨烯分散液作为可饱和吸收体,插入增益光纤与布拉格光纤光栅之间,实现了光纤激光器的稳定被动调Q运转.当泵浦功率为2.87 W时,得到了最小脉冲宽度33 ns、重复率38.5 kHz的脉冲序列;随着泵浦功率进一步增大,出现不稳定的调Q锁模现象.

相比于传统的红失谐偶极势阱,蓝移阱中原子在排斥势的作用下被囚禁在光强最弱的地方,有助于减弱光子散射率和激光对原子能级的光频移,从而使蓝移阱在单原子俘获和操控方面具有明显优势.在单原子俘获实验中,一般阱的尺寸在微米尺度,要小于通常CCD的像素尺寸,对微尺度光学阱的精密测量是构建单原子操控光学阱的重要一步.在本文中,我们利用特殊的透镜组将1.5μm大小的蓝移阱放大,再通过普通CCD获得x-y方向图像,重构出y-z和x-z方向阱的信息,进而获得了微尺度阱的三维结构,并对阱的参数进行了估算.

本文研究了光学频率梳输出的整形后飞秒脉冲激光和单频激光的干涉光谱.实验中光学频率梳和单频激光干涉的信号包括直流项、光学频率梳输出的脉冲激光相邻模式之间的干涉项和光学频率梳脉冲激光与单频激光之间的干涉项.实验上研究了光学频率梳脉冲激光与单频激光干涉信号间距和单频激光频率的关系,提供了一种快速直接测量单频激光频率的有效方法.研究了光学频率梳输出的飞秒脉冲光经过铷泡后与单频激光干涉信号和单频激光频率的关系,获得铷原子吸收光谱.该研究工作对于原子分子高精密光谱测量具有一定的意义.

本文采用反射式纯相位液晶空间光调制器产生了实验需要的高阶拉盖尔高斯光束.理论上详细计算了生成高阶拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian)光束的最优参数选择,用MATLAB编写程序,制作产生高阶LG光束的相息图.通过CCD采集图像数据,观测了以平面波入射生成拉盖尔高斯光束的强度分布,并利用干涉法验证了产生高阶拉盖尔高斯光束的螺旋相位分布.在此基础上,对实验测得一维强度轮廓进行拟合分析并估算了实验产生LG光束的纯度.

本文实验研究毛玻璃转速对鬼成像质量的影响.毛玻璃的转速增加使得散斑的涨落增快,这时散斑场的关联时间减少,到达CCD探测器的散斑场分布开始变得模糊,相当于探测器响应速度变慢,这时不同毛玻璃转速下关联图像的衬噪比基本不变.实验结果表明,当增加毛玻璃转速,即便这时候探测器获得的散斑场分布开始变得模糊,鬼成像的质量不会随之变化.

我们在实验中演示了520nm单频绿光泵浦的基于周期极化磷酸钛氧钾(PPKTP)晶体的780nm+1560nm双共振光参量振荡器,高效制备780nm+1 560nm连续可调谐双色下转换光场.该参量振荡器可输出93.3 mW的1 560nm单频激光和44.6 mW的780nm单频激光.通过改变PPKTP晶体的温度所得到的波长粗调范围为:信号光1 529.81nm ～ 1 573.83nm (～ 44nm),闲置光788.26nm ～ 777.20nm (～ 11nm);通过连续调谐520nm泵浦激光频率初步得到的闲置光在780.24nm(铷原子D2线)处频率连续调谐范围约1.6 GHz.