腔光力系统中的光场偏振态调控及其应用

The studies about the cavity optomechanical systems have emerged as an important new frontier in many fields, such as quantum optics, quantum information, precision measurement, and nonlinear optics. The polarization behavior, which describes the vector nature of light fields, however, has not been well discussed in optomechanical systems due to the polarization independence of the optomechanical interactions. This project proposes the concept of vector cavity optomechanics in which the polarization behavior of light fields is introduced to achieve optomechanical control and their possible novel applications in building the chip-based, scalable and robust devices and information storage and retrieving. These investigations may provide a new degree of freedom for cavity optomechanics and promote the intersection and merging of various disciplines like quantum optics and quantum information, and provide the theoretical basis and reference for the research and development of new chip-based and scalable devices.

腔光力系统及其相关应用的研究已经成为量子光学、量子信息、精密测量、非线性光学等相关学科领域的前沿问题并取得了许多激动人心的进展。然而由于光力相互作用的光偏振无关性，目前相关研究还很少涉及光的偏振性质。本项目旨在另辟蹊径，探索在当今实验技术条件下利用各种干涉效应实现腔光力系统中光场偏振态的有效调控，进而探讨其在芯片型光学元器件和低功耗光信息处理等高新技术的影响和可能的新应用。这种研究可以为腔光力系统调控提供新的自由度，促进量子光学和信息物理等科学领域的交叉融合，并有助于开辟腔光力系统的全新应用领域，为芯片型光学元器件及实用微腔器件的研发提供一定的理论依据。

腔光力系统及其相关应用的研究已经成为量子光学、非线性光学等相关学科领域的前沿问题并取得了许多激动人心的进展。然而由于光力相互作用的光偏振无关性，目前相关研究还很少涉及光的偏振性质。本项目研究了腔光力及其相关系统中的偏振效应和非线性干涉效应，在当今实验技术条件下利用各种干涉效应实现了腔光力系统中光场偏振态的有效调控，探讨了其在芯片型光学元器件等高新技术的影响和可能的新应用。.主要结果包括：1) 就腔光力系统中的光学偏振态调控和应用等方面开展了系统的研究；2) 探索了如何利用光力系统中的各种干涉效应来调控光信号的偏振态；3)揭示了光力孤子和呼吸子动力学，考虑了光信号的各种偏振态之后，数值观察到了光学偏振态对光力孤子动力学的影响；4) 研究了腔光力系统中光力非线性对光学偏振态调控的影响；5) 研究了偏振态非均匀分布的Laguerre-Gaussian矢量腔光力系统中的光学偏振态演化和光力非线性效应；6) 综述了基于干涉效应的光力诱导透明及其非线性动力学的最新进展；7) 提出了实现非互易传输的光力学方案；8) 提出了一系列基于腔光力系统非线性作用的基本物理量测量方案；9) 提出了芯片型光子偏振片、偏振分离器、波片等的理论方案；10) 研究了基于磁振子的非线性动力学。.在项目基金的支持下，截至结题报告撰写时，共完成发表SCI 学术论文22 篇，具体包括1 篇Appl. Phys. Rev.（受邀综述，被编辑选为Featured Article）、1 篇Laser & Photonics Rev.（快报论文，被编辑选为封底亮点报道）、1 篇Phys. Rev. Appl.、1 篇Nanoscale、3篇Opt. Lett.、2 篇Opt. Express、4 篇Phys. Rev. A、1 篇Phys. Rev. B、1 篇Appl. Phys. Lett.、2 篇IEEE Access、1 篇Sci. Rep./ IEEE Sensors Journal/ Sensors/ IEEE Photonics Journal/ Laser Physics Letters。截至目前，这些论文被SCI引用465次，其中他引334次；2篇论文入选ESI高被引论文；单篇论文最高SCI引用84次/他引72次。.这些结果可以为各种新型信息处理器件的研制和优化设计提供一定的理论指导。.