微波光子链路中的附加相位噪声分析

针对模拟微波光子链路中附加相位噪声对微波信号相位噪声的恶化问题,详细研究了光链路中白噪声及有色噪声的产生机理,建立了光链路的附加相位噪声理论模型,阐述了附加相位噪声的变化规律,并通过实验证实了模型的正确性。同时针对本振信号的多路光分配典型应用,提出了EDFA 辅助的附加相位噪声优化措施。实验结果表明所提出的相位噪声模型能够有效地应用于微波光子链路,能对附加相位噪声的分析和优化提供理论依据,具有较大的工程指导意义。     

赶辐射中的光子反聚束

近年来,人们开始研究起辐射中光子反聚束问题。实际上1971年Bonifacio等,1977年C·T·Lee都得出结论:超辐射发射初期,正常顺序光强起伏σ_n(I)<0。这等于说超辐射发射中存在光子亚泊松分布或光子反聚束效应。本文就此进行简短的     

分形超晶格非线性光子晶体中的准相位匹配和切伦科夫辐射谐频

采用外加高压脉冲电场的方法制备了二维谢尔宾斯基分形超晶格结构铌酸锂(Li Nb O3)非线性光子晶体,对晶体中的准相位匹配和切伦科夫辐射谐频等光学特性进行了实验和理论研究。理论推导出了晶体中的准相位匹配倍频与不同阶次的倒易矢量间的对应关系,与实验结果吻合。对于同一个倒易矢量,可以实现两种波长的准相位匹配倍频。同时,实现了近红外波段的共线和非共线三倍频输出。理论计算出不同波长下的切伦科夫辐射倍频和三倍频的辐射角,与实验测量结果相吻合。在特定波长下,切伦科夫辐射谐频光环的辐射角存在最小值。同一个波长下,切伦科夫辐射三倍频的辐射角总是大于倍频的辐射角。     

光子晶体中二能级原子的受激辐射的特性

光子晶体是一种折射率空间周期变化的新型光学微结构材料．光子晶体中光子带隙的存在使光子晶体环境中的微观物理过程变得异常而有趣,如光的局域化,光子－原子束缚态,自发辐射抑制等等．受激辐射是量子光学中的一个基本物理过程,对光子晶体激光的研究具有重要意义,然而这方面的理论研究得很少（仅见Ｍ． Ｋｏｎｏｐｋａ, Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ａ６０（５）, ４１８３（１９９９）．本文采用全量子理论分析光子晶体中单个二能级原子的受激辐射．讨论的原子能级间跃迁频率在光子带隙内且接近带隙边缘,光子晶体中的色散关系采用　　　　…     

原子与光子首次实现信息交换

据美国物理学家组织网报道,德国马克斯普朗克量子光学研究所的科学家格哈德.瑞普领导的科研小组,首次成功地实现了用单原子存储量子信息——将单个光子的量子状态写入一个铷原子中，经过180μs后将其读出。最新突破有望助力科学家设计出功能强大的量子计算机，并让其远距离联网构建“量子网络”。     

原子激光的相位研究

1995年, 捕获原子玻色-爱因斯坦凝聚体的实现,为原子激光提供了物质波源.1999年,德国的Munich 小组和美国国家标准计量局将阱中原子相干地耦合输出,就形成原子激光.但是,由于原子不能产生和淹没,它只能从一种激化模转移到另一种激化模,所以,这样的原子激光持续很短,而要实现长时间的连续原子激光就要不断补充处于确定量子态的原子数.补充进去的原子和阱中的原子如何得到相位的统一,这就需要进一步认识凝聚体和原子激光的相位.一个凝聚体应该具有确定的相位,不同的凝聚体会具有不同的相位.为此,我们首先用量子相位算符计算了凝聚体相位的具体表达式,发现凝聚体的相位与时间有关,由初始相位、非相互作用能和粒子数决定.另一方面,对于具有耦合输出和输入的平均场理论描述的原子激光,我们也得到类似的结果.在Thomas-Fermi 近似下,上述结果就可以表述为,对于一定的原子数,原子阱基本上决定了凝聚体的相位,它相当于光激光中谐振腔的作用.从同一个阱中输出的原子是关联的,而从不同阱中输出的原子,其相干性就无法保证.(OA18)     

混合态二能级原子双光子过程中的光子聚束与反聚束效应

本文采用时间演化算符方法和数值计算研究了相干光场与混合态二能级原子双光子过程中的光子聚束与反聚束效应,结果表明量子崩塌与复苏性质和原子初始的混合程度无关,当0.97≤|S|≤1时,辐射光子会周期性地呈现短时的反聚束性质,随着原子初始混合程度的增大,二阶相干函数g     

光子场相位算符的若干问题

本文详细地论证了作为可观测量,但并不具有完备厄米性的光子场相位算符(φ、cosφ与sinφ)是能够和量子力学基本原理相容的。此项工作希望能有助于澄清与此相关的一些理沦上的混乱与矛盾。为此,也有必要在厄米性问题上给相位算符“正名”,建议称φ、cosφ与sinφ为“亚厄米算符”;exp(±iφ)—“亚么正算符”。同时还讨论了其他有关问题,例如如何将相位算符引入量子论,等等。     

相位图法研究光子晶体的禁带

给出了一种判断一维光子晶体禁带位置的相位图,利用扩展相位图可方便地描述光子晶体的禁带位置和禁带特征.研究发现,当光子晶体为1/4波片层堆时,光子晶体的禁带最宽;若要进一步展宽禁带,需提高构成周期单元的两种介质的折射率比.对于一般的光子晶体,若周期单元中两种介质的光学厚度不等,则其禁带中心将偏离中心频率的整数倍.此外还研究了禁带中心区的透射率,给出了中心频率附近透射率的一级近似解析解,并由此定性讨论了Fabry-Perot腔的谱线宽度和品质因子.     

微波光子晶体的相位特性研究

为了实现微波光子晶体结构的小型化,根据其等效电路分析模型,提出了三种不同结构的双层电磁带隙(EBG)结构,通过仿真得到三种不同结构EBG的反射曲线,并与传统的单层EBG结构进行仿真和比较,进而分析了各种双层EBG的电磁反射特性的特点。仿真结果表明:三种EBG结构均存在零位相反射,但其反射频率不相同。与单层同参数的EBG结构相比,两种加载金属地平面的双层EBG结构的零位相频率点向高频移动,而未加载地平面结构的双层EBG结构所对应的零位相频率则向低频方向移动,该现象为小型化EBG单元结构提供了依据。     

钠原子双共振四光子过程

用倍频Nd:YAG泵染料激光器双光子激发钠4~2D态,研究了4D-3P、3P-3S和4P-3S跃迁附近的相干辐射。4P-3S观测到330.229、330.313、330.299和330.315nm(460℃)四条相干光输出。其中第一、三两条波长不随温度改变;二、四两条随温度升高向长波方向移动;分别属于线性和非线性参量过程。此结果与已有报道不同,但与作者对钾的观测结果相似。3P-3S除有四条和4P-3S的结果类似以外,还观测到589.412nm以及4D-3P相应的568.443     

Stark效应对理想腔体中二能级原子双光子辐射谱的影响

本文利用双光子Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ模型研究了理想腔体中二能级原子的双光子辐射谱，在不同的初始条件下给出了双光子辐射谱对频率的依赖关系。研究结果表明：双光子辐射谱不仅依赖于原子的初始状态和光场的统计性质，Ｓｔａｒｋ效应对双光子辐射谱也有很明显的影响，它使谱峰发生移动和使谱峰间距发生变化。     

Stark效应对理想腔体中二能级原子双光子辐射谱的影响

本文利用双光子Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ模型研究了理想腔体中二能级原子的双光子辐射谱，在不同的初始条件下给出了双光子辐射谱对频率的依赖关系。研究结果表明：双光子辐射谱不仅依赖于原子的初始状态和光场的统计性质，Ｓｔａｒｋ效应对双光子辐射谱也有很明显的影响，它使谱峰发生移动和使谱峰间距发生变化。     

超辐射的光子统计性质

本文介绍了最近开始的关于超辐射光子统计性质的讨论。初态为Dicke态的超辐射问题可以用下面的主方程描述:     

多光子光学双稳性中的荧光辐射问题

本文叙述了描述n光子跃迁过程的量子力学模型,应用半经典近似得到了描述n光子光学双稳性系统的Maxwell-Block方程,由此方程首次推证出:在稳态情况下,多光子光学双稳性中的荧光强度,在合作区正比于N或N~(-1/2n-1),在单原子区正比于N。     

多光子光学双稳性中的荧光辐射问题

假定一个光学环腔内充满由N个二能级原子组成的介质,二能级原子同共振的腔场模发生作用,忽略其间变化。n光子同诸原子的相互作用能够被一个等效的、考虑了诸中间态累加作用的哈密顿量所表示,原子和场模的衰减由同库的相互作用来表示。那么,在电偶极和旋波近似下的全部哈密顿量为:     

一维光子晶体结构对反射光相位的影响

运用光在介质中传播的特征矩阵方法，通过数值计算，研究了一维光子晶体结构对光子禁带的反射光相位的影响。研究结果表明，光在光子禁带的反射率对于不同的入射角均近似为1；反射光的相位随入射角而变化，对于不同结构的一维光子晶体，反射光相位的变化不同，并且S偏振光和P偏振光的反射光相位的变化亦不相同；通过改变光子晶体的结构参数可以实现对反射光相位的调制。     

光子晶体光纤陀螺热相位噪声研究

光子晶体光纤陀螺使用光子晶体光纤替代普通光纤绕制光纤环,是光纤陀螺的发展方向。光纤种类不同,其热相位噪声特性与传统陀螺存在差异。对光子晶体光纤陀螺光纤热相位噪声展开研究,利用有限元方法建立光纤模型及噪声模型,并搭建光源强度噪声抑制光路对热相位噪声进行测量,通过实验结果与仿真的对比,验证了模型的正确性。     

光子位相算符和原子相干态

本文指出,在把原子相干态用Schwinger玻色子表示来描述的基础上,就可以构造出相应于辐射场光子位相算符那样的原子系统的“位相算符”,用它可以研究原子相干态的“位相”特性。在讨论的过程中我们利用了正规乘积内积分法和Glauber相干态的性质。