1 大同大学 物理与电子科学学院 山西 大同 037009
2 国网大同供电公司 山西 大同 037008
本文基于光波在宇称时间对称波导中传输的理论模型,数值研究各阶亮孤子在罗森莫尔斯势宇称时间对称波导中的传输特性。宇称时间对称波导的折射率分布对光具有线性聚焦作用,而增益/损耗分布可以引起光束能量的横向流动。研究结果表明: 当折射率调制深度为正时,一阶亮孤子在该波导中传输形成波浪形光束。当折射率调制深度为负时,一阶亮孤子分裂形成两束光,一束光发生弥散,另一束光以一定的速度向前传输,而增益/损耗调制深度会影响分裂后光束的传输行为;二阶亮孤子在较低的增益/损耗调制深度下传输形成稳定的呼吸光束;三阶亮孤子在传输过程中出现光波周期分裂与会聚现象;四阶及其以上高阶亮孤子在该波导中都不能稳定传输。此研究结果可为宇称时间对称在光波导中的应用提供一定的理论依据。
宇称时间对称 克尔非线性 亮孤子 复折射率 parity time symmetry Kerr nonlinearity bright solitons complex refractive index 量子光学学报
2023, 29(2): 020701
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
光纤中的三阶非线性效应可用于多种量子态的制备,为量子信息的研究提供了一种有效的工具。光纤波导结构具有非线性作用长度长以及传输损耗低的特点,这可使非线性效应显著增强;而且波导结构中所产生的量子态具有纯净的空间模式,这有利于量子态的收集和操控;此外现有光纤和光纤器件具有工艺成熟、稳定高效和成本低廉的特点,这使得基于光纤的量子光源具有小型化、低成本以及可与现有光纤网络高效集成的优势。对基于光纤的量子关联光子对的制备工作进行回顾,主要内容包括利用不同种类的光纤实现不同波段、不同频谱特性的关联光子对,以及不同自由度的纠缠关联光子对。
1 大同大学物理与电子科学学院, 山西 大同 037009
2 太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
基于光波在PT(Parity-Time)对称波导中传输的理论模型,采用数值模拟研究了高斯光波在高斯型PT对称克尔非线性平板波导中的传输控制特性。PT对称波导要求其折射率分布呈偶对称,而增益/损耗分布呈奇对称。研究结果表明:在高斯型PT对称波导中,基模高斯光波可以形成波浪形光束,并稳定地传输;随着折射率分布强度的增加,波浪形光束的振荡频率增加,振荡幅度减小。一阶高斯光波在PT对称波导中传输时,在折射率较大的条件下,两束光可以被束缚在波导中心稳定地传输,而二阶高斯光波则需要更大的折射率分布强度才能被束缚。该研究结果可为PT对称波导在全光开关控制上的应用奠定理论基础。
非线性光学 高斯光波 宇称时间对称波导 克尔非线性 复折射率 光波传输
天津工业大学物理科学与技术学院, 天津 300387
为了解决Concatenated GHZ(C-GHZ)态制备复杂的问题,提出了一种基 于弱交叉克尔非线性产生C-GHZ态的改进方案。结合零差探测技术和经典的前置反馈作用,用封装的光学元件 模块和HWP 22.5°半波片,经反复操作,由简单的C-GHZ态推导出nm-GHZ态,最后得出C-GHZ态制备规律,得 出所需辅助单光子数nm, 模块数nm－1和HWP22.5°半波片 数n。进行了成功率模拟和可行性分析,结果表明增大相干态|α〉 的振幅强 度和减少光子传输的损耗可以提高C-GHZ态制备的成功率。
量子光学 C-GHZ态 弱交叉克尔非线性 零差探测 quantum optics C-GHZ state weak cross-Kerr nonlinearity homodyne detection
1 山西大学理论物理研究所, 山西 太原 030006
2 山西医科大学物理教研室, 山西 太原 030001
针对具有非线性负啁啾的超高斯脉冲, 提出了一种双余弦相位调制方法, 采用该方法对高非线性光纤中超高斯脉冲的频谱压缩进行优化。结果表明：由于初始超高斯脉冲的非线性负啁啾与非线性光纤中自相位调制引起的正啁啾失配导致时间相位不平坦, 频谱出现分裂和旁瓣, 压缩质量受限。通过对超高斯脉冲进行外部的两个余弦相位补偿调制可以减少频谱旁瓣的产生, 延长频谱压缩距离, 提高频谱压缩质量；其中这两个余弦相位调制的振幅和频率来自于对超高斯脉冲的非线性相移分析；在大范围展宽因子下, 超高斯脉冲的频谱压缩质量也可以优化。
非线性光学 非线性薛定谔方程 超高斯脉冲 克尔非线性 频谱压缩 相位调制
1 白城师范学院物理与电子信息学院,吉林 白城 137000
2 延边大学理学院物理系,吉林 延吉 133002
计算了两个弱克尔非线性耦合腔被同时驱动下的归一化二阶关联函数。经分析计算发现了强反聚束的优化条件,分析结果同数值模拟非常符合。同时分析了在优化条件下参数的变化对强反聚束的影响。
归一化二阶关联函数 克尔非线性 反聚束 normalized second-order correlation function Kerr nonlinearity antibunching
1 华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
2 长沙理工大学电气与信息工程学院, 湖南 长沙 410004
量子信息处理中许多任务都要求量子通道必须是最大纠缠态,但最大纠缠态不可避免地要受到环境噪声等因素的影响,变成部分纠缠态或混合态,因此纠缠纯化至关重要。早期人们基于交叉克尔非线性主要针对单个自由度进行纯化,或者用超纠缠的一个自由度去纯化另一个自由度,很少有方案涉及到超纠缠纯化。提出了一种基于交叉克尔非线性的超纠缠纯化方案,几乎确定性地实现了空间自由度和偏振自由度两个自由度的纯化。该方案只需要线性光学元件、弱的克尔非线性、强的相干光场和零差探测。
交叉克尔非线性 超纠缠态 纯化 零差探测 cross-Kerr nonlinearity hyperentangled Bell state entanglement purification homodyne detection
1 西北工业大学电子信息学院,西安 710072
2 西安建筑科技大学信息与控制工程学院, 西安 710055
利用交叉克尔非线性可实现量子隐形传态过程中的Bell态非破坏性测量,提出了一个基于量子对称密码框架下弱非线性量子信道认证方案。通信双方以传输介质中交叉克尔非线性构造出两光子量子控制门,将其作为描述量子信道的共享贝尔态,非破坏性测量贝尔态完成对量子信道的认证,并对该方案安全性进行了理论分析。结果表明,此方案可以利用信道传输性能简单有效地实现量子信道的完善性认证。
交叉克尔非线性 非破坏性测量 量子隐形传态 量子信道认证 cross-Kerr nonlinearities nonunitary projective measurement quantum teleportation quantum channel authentication
1 华南理工大学广东省光电工程技术研究中心, 物理与光电学院, 广东 广州 510640
2 华南理工大学电子与信息学院, 广东 广州 510640
研究了基于自散焦克尔非线性的PT对称三角格子中双峰光孤子的存在性及稳定性。采用改进的平方算子法(MSOM)迭代计算出孤子的数值解，发现双峰之间具有相同相位的双峰光孤子存在于第一带隙, 并且可以在某个范围内稳定传输。由傅里叶配点法得到的线性稳定性与非线性模拟传输的结果是一致的。此外，这种PT对称的双峰光孤子对入射角度非常敏感，从不同角度入射的光孤子具有不同的传输特性。
关键词双峰光孤子 克尔非线性 PT对称 三角格子 傅里叶配点法 two-peak soliton Kerr nonlinearity PT-symmetric triangular lattice Fourier collection method
1 吉林师范大学物理学院, 吉林 四平 136000
2 吉林大学物理学院, 吉林 长春 130012
利用电磁感应透明技术，在一维光晶格中相干驱动四能级Lambda模型冷原子系统，从而实现动力学可调谐电磁感应光子带隙结构。基于两邻近能级间的自发辐射相干(SGC)效应，通过控制耦合场从远共振到共振，使该原子系统实现从两个光子带隙转变为三个光子带隙的动态过程。当自发辐射相干效应不存在时，在探测场共振区域处探测光子被原子系统强烈吸收，因此感应光子带隙严重形变甚至无法形成。通过数值计算证明光子带隙结构的形成源自于自发辐射相干效应下探测场和耦合场之间的三阶交叉克尔(Kerr)非线性调制，并且通过控制耦合场的耦合方式，可以实现系统从两个光子带隙到三个光子带隙的动力学调控。
量子光学 电磁感应透明 克尔非线性 光子带隙 光学学报
2014, 34(11): 1127001
