采用Negativity度量两子系统间的纠缠,研究了两个全同二能级原子与腔相互作用系统中的量子纠缠。考虑原子与腔场失谐相互作用,并且原子间存在偶极相互作用的情况。利用数值计算方法,讨论了失谐量和偶极相互作用强度变化对量子纠缠的影响。研究结果表明:随失谐量增大和偶极相互作用强度增大,两原子间纠缠增强。另一方面,随失谐量逐渐增大,两原子间纠缠呈现出从不规则振荡向准周期性振荡转变。随偶极相互作用强度增大,原子间纠缠振荡频率加快。

我们通过腔增强自发参量下转换方法产生了795 nm窄带偏振关联光子对,利用波片组合对两个不同偏振光子之间的相位差进行了补偿,通过单光子符合计数后选择获得了偏振纠缠光子对。对两路输出光子进行D(+45°偏振)或A(-45°偏振)偏振投影,分别在DD和DA偏振基下测量了干涉对比度V=NDD-NDANDD+NDA随补偿半波片的角度变化,干涉对比度在补偿角为10°时达到最大92％。在补偿角度为10°时,测量得到纠缠光子对S值为26±007,违背Bell-CHSH不等式857个标准差。

基于现场可编程门阵列技术(Field-Programmable Gate Array, FPGA),我们开发了采样速率、数据处理长度等多参数可调的快速傅立叶变换功能模块,用于灵活匹配实验测量中所要求的带宽和谱分辨率等参数要求。通过磁光法拉第自旋噪声谱在半导体的对比测量,我们验证了FPGA技术的数据处理速率是商业谱分析仪的600倍左右。

本论文提出并实验演示了一种系统由经典态进入到量子态演化过程的测量方法，对铷原子(87Rb)蒸汽中，基于光偏振自旋转效应产生的脉冲真空压缩光的建立过程进行了研究，描述了脉冲光场从经典热态到真空压缩态的噪声涨落变化。脉冲真空压缩光的压缩度为-11 dB。具体实验上，先采用平衡零拍探测方法测量了脉冲真空压缩光的正交分量，然后通过对正交分量做相位平均统计处理，得到了信号光场平均光子数随时间的变化分布，观测到75 μs的压缩态建立时间。本文的实验方法为将来基于原子吸收线的短脉冲压缩光的产生打下实验基础，并为经典态和量子态的转换过程的研究提供一种可行的实验测量方案。

基于相关一致基组aug-cc-pcV5Z,采用内收缩多参考组态相互作用方法对CP+正离子5个Λ-S态(X3Π,A3Σ-,a1Π,b1Σ+和c1Σ-)以及考虑了自旋-轨道耦合效应后两个三重态(X3Π,A3Σ-)分裂的五个Ω态的势能曲线做了从头计算。通过求解核运动的径向薛定谔方程,获得了这些电子态的光谱常数(Te,Re,ωe,ωeχe,Be,αe,De)。最后,对b1Σ+-a1Π和A3Σ--X3Π跃迁特性进行了讨论,并给出了它们跃迁偶极矩、Franck-Condon因子、辐射寿命τ。

通过吸收成像方法，统计探测光对原子气体的加热损耗，在87Rb玻色-爱因斯坦凝聚体中观察到电磁诱导透明现象。观察电磁诱导透明现象的常规方法是测量探测光的透射光谱，但是对于玻色-爱因斯坦凝聚体这种易受外界干扰的研究对象，应用吸收成像的方法更加简单适用。实验发现，经过透镜聚焦后耦合光的光斑大小强烈影响电磁诱导透明的线型。改变探测光的偏振状态，在电磁诱导透明的峰值处观察到拉曼跃迁过程。拉曼跃迁过程使电磁诱导透明窗口出现极窄的吸收线。相比于电磁诱导透明效应，在拉曼跃迁机制下，探测光的色散曲线更加陡峭，可实现更高效的光减速效果。在双光子共振处，通过改变探测光的偏振状态从而改变其吸收与色散性质，可构造光学开关和光偏振的光致旋转。

我们通过精确锁定Feshbach共振线圈中的电流,获得了稳定度接近10-5的Feshbach共振磁场。利用RF射频谱和原子共振损失谱精确地测量了超冷6Li费米原子气体的窄Feshbach共振,研究了该Feshbach共振的相互作用和原子气体的能量依靠关系,测量了原子内态相互作用和密度所导致的射频跃迁的散射碰撞频移。这种能量依靠的相互作用的费米原子气体具有重要的意义,可以产生新奇的超流,用来模拟中子星物质的态方程。

Dicke模型是描述N个二能级原子与单模腔场集体耦合的系统。本文在标准Dicke模型的基础上引入原子-光非线性相互作用,使用自旋相干态变分方法从理论上给出基态能量泛函,并且在实验参数下通过可调的非线性原子-光相互作用给出了宏观多粒子量子态的丰富结构。本文主要呈现出蓝失谐和红失谐下原子数反转态、双稳的正常相、共存的正常-超辐射相等丰富的基态特性。

本文基于高阶非线性薛定谔方程，数值研究了自陡峭效应和拉曼增益对啁啾Peregrine怪波传输特性的影响。结果发现，随着自陡峭效应的增强，啁啾Peregrine怪波的分裂变得不再规则，且分裂后脉冲中心位置发生偏移；拉曼增益效应的增加会导致啁啾Peregrine怪波分裂后一侧子脉冲的峰值功率增加明显。

本文设计并研究了一种关于介质板对称的涂覆石墨烯的领结型纳米线波导结构，利用有限元法(FEM)对波导所支持的表面等离子体激元的传输特性进行研究。通过调整结构的几何参数和电磁参数研究了表面等离激元模式的有效折射率、模式传播长度、归一化模式面积、品质因数以及模式的场分布特性。研究发现，该结构对电磁场模式具有良好的模式束缚特性，传播长度大于2 μm，归一化的模式面积接近10-5的量级，并且具有较高的品质因数。这种结构在未来微纳光电器件领域实现超紧密光学集成中具有潜在的应用前景。

本文采用包含有非线性晶体的四镜8字环形谐振腔结构，通过选取输出耦合镜的透射率和分析铽镓石榴石(TGG)晶体热透镜效应的影响，实现了输出功率达双10瓦级具有相位关联特性的单频连续波1 064/532 nm双波长激光器。实验中通过采用透射率为4%的输出耦合镜和长度为20 mm的三硼酸锂(LBO)晶体，实现了输出功率分别为11.30 W和11.23 W的1 064/532 nm双波长激光输出，线宽分别为165 kHz和330 kHz，对应的长期功率稳定性在3小时内分别优于±0.68%和±0.56%，光束质量因子M2均小于1.1。该种具有相位关联特性的双波长激光器可以用来制备稳定的双色光阱和泵浦多个光学参量(OPO)实现多组份纠缠态光场的产生。

核电站的安全运行关系到人类生命和财产安全,及时掌握核电站的运行状态是确保核电安全运行的重要前提。光纤传感器具有抗电磁干扰、本质安全、便于联网、易于实现远程和在线测量等一系列优点，可以解决目前核电站运行监测中的诸多不足，能够提供更加准确和可靠的数据。本文阐述了光纤传感技术在核电站中的应用前景，包括管道的振动监测、混凝土的应变、温度监测。通过对光纤传感技术介绍,总结了光纤传感技术的特点和进一步研究发展的方向,指出光纤传感技术在核电站安全监测领域具有的巨大优势和广阔应用前景。

Majorana费米子因反粒子是其本身且没有电矩和磁矩等性质而广受关注,其具有的可容错性在量子计算方面起着关键作用,能极大地提高计算机的存储能力,因而Majorana费米子成为国内外凝聚态物理界的研究热点。本文着重研究并整理Majorana费米子迄今为止的热点研究方向和相应研究进展,包括对约瑟夫森效应、量子点结构效应、Andreev反射以及Fano效应等理论模型的介绍,并对比多个相关实验的特点进行总结分析。