半导体量子阱中非线性光学性质的研究

摘要

原子系统中的量子相干和量子干涉得到广泛的研究。最近，随着晶体生长技术的发展，人们能够成功制备出半导体量子阱结构。作为新的量子相干介质，很多量子相干效应能够在半导体量子阱结构观察到。和原子结构相比，半导体量子阱也具有离散可控的能级结构而且能够很容易集成。因此，在半导体量子阱结构中研究量子相干和干涉效应具有极大的实用价值。
　　本论文主要研究了半导体量子阱结构中的超慢光传播和超慢光孤子的产生等非线性光学现象。主要内容如下：
　　（1）研究了半导体三量子阱结构中的光脉冲吸收和慢光效应，结果表明有损干涉和有益干涉都可以很好的控制，从而可以利用一个弱探测场就能得到吸收跃迁。在只有脉冲光和量子阱作用的情况下，能够得到超慢光的传播，当加入一个强控制光，随着控制场强度的增加，量子相干效应会引起退相干效应，最后出现电磁诱导透明，从而出现更加明显的慢光效应。
　　（2）研究了半导体双量子阱中的超慢光孤子，在一个不对称的耦合双量子阱系统中，利用一个弱探测场和两个控制场连续驱动，可以得到超慢亮光孤子和超慢暗光孤子。选择一个合适的吸收系数，平衡群速度的色散，就可以使探测场形成超慢光孤子。

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主要符号说明

第一章 绪论

1.1 工作背景以及研究现状

1.2 电磁诱导透明研究现状

1.3 超慢光研究现状

1.4 半导体量子阱

1.5 本论文的结构与研究内容

第二章 基础理论与工具

2.1 描述量子系统的三种基本图像

2.2 光与物质相互作用的半经典理论

2.3 缀饰态理论、电磁诱导透明以及光学双稳态

2.4 光学双稳态

第三章 在半导体三量子阱中光脉冲的吸收和慢光效应

3.1 引言

3.2 原子模型和演化方程

3.3 数值结果分析

3.4 结论

第四章 隧穿耦合半导体量子阱中的超慢光孤子

4.1 引言

4.2模型与耦合方程

4.3数值分析

4.4结论

第五章 论文总结与展望

5.1 本文的工作与创新

5.2 展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢