波导—量子点微腔耦合系统相互作用研究

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微腔量子点系统作为一种物理结构,在量子光学领域中有着重要的地位。这类系统有望作为量子计算单元,未来可用于量子计算与量子通信领域,因而受到了科研工作者的广泛关注。近年来,将波导系统作为输入和输出的通道将光场引入微腔量子点结构,研究整个体系的相互作用成为了研究这类系统的新的思路。这类结构可以集成在一片基板上和其他光学器件结合起来,构成复合器件,具有着重要的研究价值。目前,人们对单量子点微腔的相互作用特性已做了较为全面的研究,得到了丰富的结果,但对于多量子点系统的情况,缺少对量子点之间相互作用的考虑,以及,对多能级下波导与微腔-量子点相互作用方面研究较少,具有着研究的价值。本文着眼于这种结构,建立二量子点微腔和波导的耦合结构,从量子力学主方程入手,求得微腔量子点的相互作用关系,利用输入输出原理,在不同的输入泵浦强度下,对系统透射特征进行了求解,得到了系统透射谱线与相应的微腔内部光子数信息。同时,利用运动方程在近似条件下做解析求解结果,与数值结果进行了对比。之后,将量子点之间相互作用对系统的影响纳入考虑,构造量子点相互作用哈密顿量,考察了系统加入量子点相互作用之后对输入输出结果的改变。在最后,本文考察了量子点能级结构对系统的影响,将量子点能级变为三能级,研究第三个能级的加入对系统透射谱与稳态光子数的影响。
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