【摘 要】
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在深层次的量子机制中控制宏观机械物体的研究已经引起人们的兴趣,它可以用来揭示光力学中的光子-声子相互作用原理,并促进量子纳米器件的实验研究。通常情况下,人们在光力学系统中采用高品质因子机械振子与光学腔耦合,并且光力学系统的子系统存在各种形式,例如:两个光学腔内放置玻色-爱因斯坦凝聚、两个固定镜子、一个微机械薄膜、一个固定镜子和另一个可移动镜子、两个光学腔、光子晶体系统。这些系统的光学特性表明,光力
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在深层次的量子机制中控制宏观机械物体的研究已经引起人们的兴趣,它可以用来揭示光力学中的光子-声子相互作用原理,并促进量子纳米器件的实验研究。通常情况下,人们在光力学系统中采用高品质因子机械振子与光学腔耦合,并且光力学系统的子系统存在各种形式,例如:两个光学腔内放置玻色-爱因斯坦凝聚、两个固定镜子、一个微机械薄膜、一个固定镜子和另一个可移动镜子、两个光学腔、光子晶体系统。这些系统的光学特性表明,光力学系统中的相干效应与原子中的相干效应相近。这种类似于电磁诱导透明的现象被称为光力学诱导透明,并且它可以被解释为:反斯托克斯边带路径与腔场光子跃迁路径发生量子干涉使系统不再吸收弱探测光。本文中,我们研究具有多机械振子光力学系统中透明窗口宽度变化以及探测输出光谱的放大现象。每个机械振子由外部机械驱动场所驱动,同时,这些外部机械驱动场的相位可以被调节。首先,在具有多机械振子的光力学系统中,探测输出谱的各种特性被研究。例如:探测输出谱的吸收和光力学诱导透明行为。在红失谐机制下,当光力学系统中存在单个机械振子时,探测输出谱仅仅出现一个光力学诱导透明窗口。当光力学系统中机械振子数目增加时,探测输出谱中光力学诱导透明窗口数目也会随之增加,并且光力学诱导透明窗口数目与机械振子的数目相对应。同时,每个机械振子之间的频率存在微小差异。本文同样对该光力学系统中存在多个具有相同频率机械振子的情况进行研究。在探测输出谱中,我们可以很容易地发现只有一个光力学诱导透明窗口出现。但是,由于多个机械振子存在,机械振子与光学腔之间的耦合强度会增强,这导致光力学诱导透明窗口宽度变宽。其他因素对该系统探测输出谱的影响在本文中被进一步地研究,如:腔衰减率变化和外部机械驱动场对探测输出谱的影响。我们可以清晰地观察到当腔衰减率增加时,探测输出谱中的光力学诱导透明窗口逐渐变窄。当每个机械振子受到外部的机械驱动场所驱动时,探测输出谱的光力学诱导透明窗口的形状明显被改变。其次,研究由外部机械驱动场相位变化所导致的一系列新奇现象。以该光力学系统中存在两个机械振子为例,仅改变其中一个机械驱动场相位时,光力学系统的探测输出谱上的一侧会出现放大谷。并且,当相位的某一特定的值被选择时,放大谷达到最大值,而另一侧吸收峰的高度保持不变。这同样可以证明当每个外部机械驱动场的相位分别被调节时,该系统的光学特性可以被更加灵活地控制。此外,我们继续研究外部机械驱动场相位的变化对群延迟的影响。当保持第一个机械驱动场相位不变时,改变另一个机械驱动场的相位,其变化趋势是:随着第二个机械驱动场相位值的增加,群延迟的值由负值变为正值。这意味着快光效应转变为慢光效应。当第一个外部机械驱动场相位为另一个值的时候,这种变化趋势恰恰相反。这也更好地证明当外部机械驱动场相位被分别调节时,我们可以更加灵活地控制该光力学系统的光学特性。
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