11月6日上午,同济大学的许静平、朱成杰教授以及上海大学物理系的杨希华教授在数理学院分别作了题为“基于腔QED的全光器件研究与设计”,“Collective Multi-Photon Blockade In Cavity Quantum Electrodynamics”以及“基于原子和腔光机械系统实现多体纠缠”的学术报告,副院长黄仙山、数理及电气学院的多位物理学科的相关老师和部分感兴趣的学生聆听了报告。
许静平教授基于微纳微腔对全光器件进行了理论研究,介绍了三个有关全光器件的研究成果:(1)低功率超快光开关。普通非线性环腔开关替换为白光腔(填充了负色散材料的腔),实现了在普通光开关的基础之上进一步同时降低开关功率和开关时间的效果;(2)全光二极管。将单量子点放置在不对称微腔中,利用了不对称的微腔,结合单原子单量子点的饱和吸收非线性,并在合适情况下拓展到单原子双稳态,实现了性能优异的全光二极管;(3)高效定向单光子发射。利用左手性材料和零折射率材料组成一个特殊的腔,将初始激发的原子放置其中,零折射率材料的作用是只让垂直于其表面的光子透过,而左手性材料的作用是将原子斜发射的光子都反射回原子,使得原子的跃迁能量最终转化为水平出射的光子传到腔外,成为定向的单光子。
朱成杰教授介绍了在相干驱动原子在单模腔中的集体多光子阻塞方面的工作。该系统由两个与光腔强耦合的原子组成,证明了双光子反聚束的双光子阻塞,以及三光子反聚束的三光子阻塞。其中,双光子和三光子阻塞强烈地依赖于在强耦合中双原子的位置。原子腔耦合常数的不对称性为多光子阻塞开辟了新的途径,且对原子衰变和抽运强度也很敏感。该工作揭示了许多新的量子统计特性,由于原子的集体行为,可用于产生非经典光子对。此外还探讨了单光子超辐射,单原子探测,高阶光学非线性效应的探索等方面的研究工作。
杨希华教授主要论述了原子系统中基于电磁感应透明所产生的原子自旋相干可作为一种通用量子信息处理器来实现可扩展量子通讯和量子网络及可实现原子自旋压缩的制备与调控;另外,在光机械系统中提出了一种利用基于光场辐射压产生的腔场与动镜间的耦合可实现光场—机械振子—光场间三体纠缠的方案。该方案为进一步研究只利用相干光实现非简并、窄带宽的连续变量多体纠缠的制备及原子自旋压缩的产生和调控提供了一些新的简便且有效的方法,可望在量子通信、量子计算、量子网络、量子信息处理及高精度原子物理测量等方面具有潜在的应用前景。
与会教师与同学还就各自感兴趣的问题和项目申请合作与他们进行了讨论与交流。(撰稿:郝树宏;审核:黄仙山)