本文主要研究内容
作者钱琛江（2019）在《微腔—量子点强耦合体系中的腔量子电动力学与调控》一文中研究指出：腔量子电动力学主要研究在微腔中光与物质的相互作用,是量子力学的一个重要部分。由于光与物质相互作用可提供光子与电子/激子的量子界面,从而进行能量与信息的交换,因此腔量子电动力学是量子信息的核心部分。半导体量子点是长寿命的固态量子光源,并且不需要复杂的固定方式就能够嵌入半导体材料。同时,光子晶体微腔具有高品质因子与小模式体积的优点,并且不同的光子晶体微腔能够通过光子晶体波导进行耦合。因此,光子晶体微腔-量子点系统是理想的固态量子信息载体,在实现片上集成的量子光学网络等方面有着广泛的应用前景。然而,由于腔-点系统的制备过程复杂,需要的加工精度较高,国内在这一领域的研究尚属空白。并且,目前国际上对于腔-点系统的研究,主要集中在量子点基态的单个激子上。通常量子点的基态波函数较小,与微腔的耦合可以用简单的偶极近似来分析。这样的系统耦合强度通常较小,只有一个光子参与耦合过程,并且由于固态系统的特性,腔-点系统难以调控。这些不足之处很大程度上限制了腔-点系统的进一步发展。通过数年的努力,我们成功制备出高品质因子的光子晶体微腔,并实现了微腔-量子点强耦合系统,填补国内在该领域的空白。光子晶体的制备需要电子束曝光、电感耦合等离子体刻蚀等先进工艺。曝光强度、刻蚀速度不仅受到设定参数影响,同时也与室内温度、腔体氛围等环境因素有关。因此,我们在每次制备时都优化参数,达到了较好的制备效果。同时,光子晶体的表征超出了普通光学显微镜的精度范围,需要使用电子显微镜才能观测。在不断的尝试和探索之后,我们熟练掌握了各种设备的使用,总结出参数的优化方法。我们最终成功制备出高品质光子晶体微腔,达到了国际水平,为实现微腔-量子点强耦合系统奠定了基础。此外,针对国际上研究集中于基态单激子的局限性,我们重点研究了了复杂体系下的腔-点系统。我们首先研究了微腔-双激子系统及其双光子过程。单个量子点即含有激子态与双激子态,可以作为双光子源。然而,由于量子点的双激子束缚能较大,往往远大于量子点与微腔的单光子耦合强度,因此微腔与双激子态之间的双光子耦合非常小。我们通过选取较大尺寸的量子点,减小了双激子束缚能,增大了微腔与量子点之间的耦合强度。最后,我们实现了单光子耦合强度约为双激子束缚能一半的微腔-双激子强耦合系统,观察并论证了其中的双光子拉比劈裂,将该系统由单光子过程推向多光子过程。除了微腔-双激子系统之外,我们首次提出并证实了微腔-量子点激发态耦合系统。量子点的激发态波函数扩展远大于基态,因此其与微腔的耦合处于非偶极近似下。因此,当磁场使得波函数收缩之时,微腔-量子点激发态的耦合强度会上升,这与之前基态的实验结果相反。通过磁场的调控,我们实现了210μeV的耦合强度,这是目前微腔-量子点系统的最大值。通过微腔-量子点激发态耦合系统,我们极大地提升了耦合强度和可控性,解决了之前微腔-量子点基态系统中的一些缺点,同时保留了长寿命与可集成性的优点。这些研究成果将在量子光学网络中起到重要的作用。
Abstract
qiang liang zi dian dong li xue zhu yao yan jiu zai wei qiang zhong guang yu wu zhi de xiang hu zuo yong ,shi liang zi li xue de yi ge chong yao bu fen 。you yu guang yu wu zhi xiang hu zuo yong ke di gong guang zi yu dian zi /ji zi de liang zi jie mian ,cong er jin hang neng liang yu xin xi de jiao huan ,yin ci qiang liang zi dian dong li xue shi liang zi xin xi de he xin bu fen 。ban dao ti liang zi dian shi chang shou ming de gu tai liang zi guang yuan ,bing ju bu xu yao fu za de gu ding fang shi jiu neng gou qian ru ban dao ti cai liao 。tong shi ,guang zi jing ti wei qiang ju you gao pin zhi yin zi yu xiao mo shi ti ji de you dian ,bing ju bu tong de guang zi jing ti wei qiang neng gou tong guo guang zi jing ti bo dao jin hang ou ge 。yin ci ,guang zi jing ti wei qiang -liang zi dian ji tong shi li xiang de gu tai liang zi xin xi zai ti ,zai shi xian pian shang ji cheng de liang zi guang xue wang lao deng fang mian you zhao an fan de ying yong qian jing 。ran er ,you yu qiang -dian ji tong de zhi bei guo cheng fu za ,xu yao de jia gong jing du jiao gao ,guo nei zai zhe yi ling yu de yan jiu shang shu kong bai 。bing ju ,mu qian guo ji shang dui yu qiang -dian ji tong de yan jiu ,zhu yao ji zhong zai liang zi dian ji tai de chan ge ji zi shang 。tong chang liang zi dian de ji tai bo han shu jiao xiao ,yu wei qiang de ou ge ke yi yong jian chan de ou ji jin shi lai fen xi 。zhe yang de ji tong ou ge jiang du tong chang jiao xiao ,zhi you yi ge guang zi can yu ou ge guo cheng ,bing ju you yu gu tai ji tong de te xing ,qiang -dian ji tong nan yi diao kong 。zhe xie bu zu zhi chu hen da cheng du shang xian zhi le qiang -dian ji tong de jin yi bu fa zhan 。tong guo shu nian de nu li ,wo men cheng gong zhi bei chu gao pin zhi yin zi de guang zi jing ti wei qiang ,bing shi xian le wei qiang -liang zi dian jiang ou ge ji tong ,tian bu guo nei zai gai ling yu de kong bai 。guang zi jing ti de zhi bei xu yao dian zi shu bao guang 、dian gan ou ge deng li zi ti ke shi deng xian jin gong yi 。bao guang jiang du 、ke shi su du bu jin shou dao she ding can shu ying xiang ,tong shi ye yu shi nei wen du 、qiang ti fen wei deng huan jing yin su you guan 。yin ci ,wo men zai mei ci zhi bei shi dou you hua can shu ,da dao le jiao hao de zhi bei xiao guo 。tong shi ,guang zi jing ti de biao zheng chao chu le pu tong guang xue xian wei jing de jing du fan wei ,xu yao shi yong dian zi xian wei jing cai neng guan ce 。zai bu duan de chang shi he tan suo zhi hou ,wo men shou lian zhang wo le ge chong she bei de shi yong ,zong jie chu can shu de you hua fang fa 。wo men zui zhong cheng gong zhi bei chu gao pin zhi guang zi jing ti wei qiang ,da dao le guo ji shui ping ,wei shi xian wei qiang -liang zi dian jiang ou ge ji tong dian ding le ji chu 。ci wai ,zhen dui guo ji shang yan jiu ji zhong yu ji tai chan ji zi de ju xian xing ,wo men chong dian yan jiu le le fu za ti ji xia de qiang -dian ji tong 。wo men shou xian yan jiu le wei qiang -shuang ji zi ji tong ji ji shuang guang zi guo cheng 。chan ge liang zi dian ji han you ji zi tai yu shuang ji zi tai ,ke yi zuo wei shuang guang zi yuan 。ran er ,you yu liang zi dian de shuang ji zi shu fu neng jiao da ,wang wang yuan da yu liang zi dian yu wei qiang de chan guang zi ou ge jiang du ,yin ci wei qiang yu shuang ji zi tai zhi jian de shuang guang zi ou ge fei chang xiao 。wo men tong guo shua qu jiao da che cun de liang zi dian ,jian xiao le shuang ji zi shu fu neng ,zeng da le wei qiang yu liang zi dian zhi jian de ou ge jiang du 。zui hou ,wo men shi xian le chan guang zi ou ge jiang du yao wei shuang ji zi shu fu neng yi ban de wei qiang -shuang ji zi jiang ou ge ji tong ,guan cha bing lun zheng le ji zhong de shuang guang zi la bi pi lie ,jiang gai ji tong you chan guang zi guo cheng tui xiang duo guang zi guo cheng 。chu le wei qiang -shuang ji zi ji tong zhi wai ,wo men shou ci di chu bing zheng shi le wei qiang -liang zi dian ji fa tai ou ge ji tong 。liang zi dian de ji fa tai bo han shu kuo zhan yuan da yu ji tai ,yin ci ji yu wei qiang de ou ge chu yu fei ou ji jin shi xia 。yin ci ,dang ci chang shi de bo han shu shou su zhi shi ,wei qiang -liang zi dian ji fa tai de ou ge jiang du hui shang sheng ,zhe yu zhi qian ji tai de shi yan jie guo xiang fan 。tong guo ci chang de diao kong ,wo men shi xian le 210μeVde ou ge jiang du ,zhe shi mu qian wei qiang -liang zi dian ji tong de zui da zhi 。tong guo wei qiang -liang zi dian ji fa tai ou ge ji tong ,wo men ji da de di sheng le ou ge jiang du he ke kong xing ,jie jue le zhi qian wei qiang -liang zi dian ji tai ji tong zhong de yi xie que dian ,tong shi bao liu le chang shou ming yu ke ji cheng xing de you dian 。zhe xie yan jiu cheng guo jiang zai liang zi guang xue wang lao zhong qi dao chong yao de zuo yong 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院物理研究所)的钱琛江，发表于刊物中国科学院大学(中国科学院物理研究所)2019-07-19论文，是一篇关于光子晶体微腔论文,量子点论文,腔量子电动力学论文,强耦合论文,中国科学院大学(中国科学院物理研究所)2019-07-19论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学院大学(中国科学院物理研究所)2019-07-19论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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