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摘要：本文中我们从理论上研究了基于纳米机械振子与量子点耦合系统中大幅增强的光学克尔效应，同时还表明，这种现象可用来通过变换控制场域以实现快速光克尔开关的转换。由于纳米机械振子的振动，众所周知，泵浦光对于光束有强烈的控制作用，光学光谱表明，该光学克尔效应的幅度正比于控制的强度场。在这种情况下，一个快速且可调谐的光克尔开关可以容易地由一个强度可调的激光器来实现。基于这种可调光克尔开关，我们还提出了一种测量该耦合系统中纳米机械振子共振频率的方法。66428
毕业论文关键词：光克尔开关，纳米机械振子，量子点
Abstract：We have theoretically demonstrated the large enhancement of the optical Kerr effect in a scheme of a nanomechanical resonator coupled to a quantum dot and shown that this phenomenon can be used to realize a fast optical Kerr switch by turning the control field on or off. Due to the vibration of the nanoresonator, as we pump on the strong control beam, the optical spectrum shows that the magnitude of this optical Kerr effect is proportional to the intensity of the control field. In this case, a fast and tunable optical Kerr switch can be implemented easily by an intensity adjustable laser. Based on this tunable optical Kerr switch, we also provide a detection method to measure the frequency of the nanomechanical resonator in this coupled system.
Keywords: Kerr switch，Nanomechanical resonator, Quantum dot
目 录
1 绪论 4
1.1光克尔开关 4
1.2 纳米机械振子 6
1.3量子点 7
2基于纳米机械振子与量子点耦合系统的可控光克尔开关 8
2.1背景 8
2.2原理 9
3数值结果与讨论 11
参考文献 15
致谢 16
1 绪论
纵观经典和量子力学的领域，纳米机械结构为数量庞大的各种应用和基础研究提供了巨大潜力。为了研究其新的特性，研究人员一般耦合纳米机械振子与其他一些量子元素，如量子点和库柏对盒。它可以为探索各种基本的量子效应和高精度的检测提供一个良好的平台。此外，如果该耦合系统可以用非线性的强量子机制建设完成，一会开拓会开创很多潜在的应用。如量子计算，模拟多体系统，和研究量子经典过渡[1]。然而，直接构成谐振子系统，至少以目前的技术，这种非线性结构是不可能的。另一方面，超快和超小的活性组分，例如全光学开关的发展，是未来的光信息处理，电信发展的关键。其中实现超快开关的最佳方法是利用瞬时光克尔效应，其可以作用于自聚焦的非线性光效应，自相位调制效应，和调制不稳定性分析。这种效应体现出量子动力学的明显特征，并揭示了反馈控制和自适应测量未来的应用。在本文中，我们介绍了基于纳米机械振子与量子点耦合系统的快速可调光克尔开关方案，到目前为止其用于这一目的潜力仍然未被探究到。在这个方案中，纳米机械振子的振动对于该耦合系统有很大的提升，使其光克尔效应可以显著增强。当我们改变泵浦激光的强度同时保留其他参数不变时，这种光克尔效应可以实现快速切换。此外，鉴于这种奇特的属性，在下面的文章里，我们提供一种简单的方法来测量在纳米机械振子中的光谱频率。论文网