【摘 要】
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微腔激子极化激元由于具有较轻的有效质量,很容易实现玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate,BEC),其在外界驱动下产生的陀螺效应具有广阔的应用前景.本文研究了微腔激子极化激元在环形光束泵浦下微腔半径以及泵浦参数对体系演化的影响.从单分量的Gross-Pitaevskii方程出发,对环形微腔中的激子极化激元BEC体系的演化过程进行研究.通过数值模拟研究了在环形微腔中保持体系稳定演化的最大涡旋叠加态花瓣数与微腔半径的关系,分析了不同形式的环形光束泵浦作用下激子极化激元体系的演化情
【机 构】
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航天工程大学宇航科学与技术系,北京 101400;航天工程大学,量子探测与感知实验室,北京 101400;航天工程大学宇航科学与技术系,北京 101400;航天工程大学宇航科学与技术系,北京 1014
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微腔激子极化激元由于具有较轻的有效质量,很容易实现玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate,BEC),其在外界驱动下产生的陀螺效应具有广阔的应用前景.本文研究了微腔激子极化激元在环形光束泵浦下微腔半径以及泵浦参数对体系演化的影响.从单分量的Gross-Pitaevskii方程出发,对环形微腔中的激子极化激元BEC体系的演化过程进行研究.通过数值模拟研究了在环形微腔中保持体系稳定演化的最大涡旋叠加态花瓣数与微腔半径的关系,分析了不同形式的环形光束泵浦作用下激子极化激元体系的演化情况,发现在微米量级的微腔半径下,特定形式的单环泵浦和多环泵浦能够使得微腔容纳更高阶的激子极化激元稳定涡旋叠加态的存在.研究结果表明,在一定的泵浦驱动条件下,微腔半径的大小与体系能容纳的涡旋叠加态花瓣数上限之间是线性正相关的,并且在改变泵浦激光构型时能够突破这一上限,产生高阶、多重的涡旋叠加态.
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人类对疾病的恐惧、对健康的渴望、对永葆青春的向往和对返老还童的想象都可能成为驱动科学与技术创新的内驱力.激光的发明、显微技术的发展和蛋白质结构的解析等,诞生了许多诺贝尔奖.物理与生物的交叉融合不仅让人类用物理的手段解决生物问题,而且生命科学的发展需求也推动了物理学的发展.然而,在电磁波谱上,还有一个至今没有被人们完全认识的频段—太赫兹电磁波,因其长期受限于电子学和光子学技术扩展的瓶颈,至今未能服务于人民生命健康.同时太赫兹信息神经系统的产生、探测以及太赫兹波对生物组织的作用规律都需要进一步探索.
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Lyapunov指数是识别系统非线性动力学特征的重要标志,但是目前的算法通用性不足且计算流程复杂.本文在经典的Lyapunov指数算法的基础上,基于摄动理论提出了一种适用于不连续系统的Lyapunov指数计算方法.首先,以系统状态参数初始值和沿相空间每个基本矢量的扰动量为初始条件,确定相轨迹.其次,采取差商近似导数法,获得Jacobi矩阵的近似矩阵.然后,对Jacobi矩阵进行特征值提取,得到系统的Lyapunov指数谱.最后,将新算法应用到二自由度干摩擦冲击振荡器系统实例中,并将计算结果与同步方法的计算
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