胶体量子点中多波混频量子调控

在量子点纳米晶CdSe/ZnS材料中，利用外半腔改变光模式密度和电子扩射，进而调控单量子点的光学特性，在特定的激光束几何配置下通过电磁诱导透明（EIT）获得胶体纳米晶的四波和六波混频及空间孤子（带隙、旋转、偶极孤子），实现多波混频之间的相互影响及其慢光传输。利用可控多波混频间的相互作用 可实现相互竞争、阿秒干涉，和能量交换等理想的量子调控。研究单量子点的腔量子电动力学、反聚束量子统计特性和单量子点的电磁感应透明效应及其在单光子调控器件方面的应用。基于胶体纳米晶多波混频信号的空间位移、空间分裂和空间孤子）效应研制全光控制的光开关、路由器、缓冲器和图像量子纠缠器。

多波混频(MWM)是一种重要的非线性光学过程，其在非线性光学信号的产生等方面具有重要的应用价值，因而对其进行量子调控具有重要的价值。电磁诱导透明(EIT)是一种重要的量子干涉效应，其对从量子层面上更加深入的认识和调控光与物质的相互作用具有重要意义。. . 项目负责人在本项目的资助下，在通过电磁诱导透明对原子介质，量子点纳米晶和固体晶体中共存的多个高阶MWM过程进行量子调控方面取得的如下原创性的成果.. 1) 在利用增强后的Kerr非线性平衡MWM信号的衍射的同时，又利用缀饰场的空间干涉诱导出电磁诱导光栅与空间涡旋结构对多波混频信号进行调制，从而实现了原子介质中MWM信号的空间偶极，带隙，涡旋孤子。. 2) 在量子点纳米晶CdSe/ZnS和固体YSO晶体中装载于EIT窗口中的两对甚至多对MWM信号可以用来制备双光子纠缠态，多光子纠缠态和孪生光束等。借助于这种可调控性非常强的纠缠光制备方法和连续变量测量技术，我们可以实现可用于连续变量量子纠缠成像。. 3) 利用明暗态共振之间的转换，有选择性地抑制和增强特定的MWM过程。明态和暗态共振决定于明暗态的位置，利用调节缀饰场和探测场的失谐，强度和偏振等参量来控制缀饰场的位置，因而其可以带来MWM信号的多参量可调控性。. 4) 建立了MWM过程与腔之间的耦合方程，通过求解耦合方程，并分析MWM信号的真空Rabi分裂，发现了由腔明暗态极子与光缀饰明暗态之间的相互耦合所引起的高阶模式分裂。其次，通过调节腔明暗态极子与光缀饰明暗态之间的竞争，预言了MWM的双稳，多稳以及真空Rabi分裂同双稳之间的竞争。. . 本项目共在SCI源刊上发表69篇（项目负责人全部为第一作者或通信作者），现已被SCI检索66篇，其中有Laser Phys. Lett. 5篇（SCI 影响因子9.97）， Phys. Rev. Lett. 1篇（SCI 影响因子7.5），Nature出版集团刊物Sci. Rep. 4篇。由Springer和Wiley出版社出版英文专著2本。2012年项目负责人以第一完成人获教育部自然科学奖二等奖，2013年获陕西省高等教育教学成果一等奖，2012入选国务院政府特殊津贴专家。.